CC BY
31
-ЙФ 30г/т1
-г/ф 30г/л^7,2Ь^1 сёинцй нйтрат -.г/ф 30 г/л + 7,2г/л меди ацетат
12 13 14 15 время, с
г/ф ЕОгЬ; г/ф 30г/л+7,2г/л
Рисунок 2. Адсорбция полимера волокном при добавлении солей свинца и меди
2,5 -,
9 10 11 Ш Ш 14 Н
- г№
- Г/«.: "Г/ф
1|г/Л 50г/Л:
30г/л+:?,2г/п алюмийЩвитрат 30г/л+7,2г/л цкнк-:,эцё1ат
.время, с
Рисунок 3. Адсорбция полимера волокном при добавлении солей цинка и алюминия
зволяя снизить его концентрацию в пропиточнои ванне. Введение электролита способствует также увеличению скорости адсорбции полимера-гидрофобизатора, сокращая время нахождения материала в плюсовке. Проведенные исследования позволяют снизить материалоемкость технологии отделки тканеи и повысить производительность оборудования.
Литература
1. Кричевский Г. Е. Роль химии в производстве текстиля. Эволюция и революция в текстильной химии // Рос. хим. журнал (Журнал Российского химического общества им. Д. И. Менделеева) — 2002. — Т. 46. — № 1. — С. 5-8.
2. Измайлов Б. А., Журавлева Н. В., Скрипникова В. С. Совмещенный способ гидрофобной и антимикробной отделки текстильных материалов // Текстильная промышленность, 2005. — № 7-8. — С. 70-72.
3. Семак Б. Д. Износостойкость тканей с отделкой силиконами. — М.: Легкая индустрия, 1977. — 192 с.
4. Применение силиконов в текстильной промышленности. — М., ЦНИИТЭИлегпром, 1968. — 117 с.
5. Лысюк В. Н., Погорелая Е. В. Исследование процесса адсорбции акриловых сополимеров из водных дисперсий целлюлозным волокном // Теорiя i практика сучас-ного природознавства. — Зб. наукових праць. — Херсон: ПП Вишемирський В. С., 2007. — С. 48-51.
6. Пащенко А. А., Воронков М. Г. Кремнийорганические защитные покрытия. — К.: «Техшка», 1969. — 252 с.
УДК 620.179.14
ВИКОРИСТАННЯ ТЕОРП ТЕПЛОВОГО КОНТАКТНОГО ВИХОРОСТРУМОВОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА (КРП), СТОСОВНО СУМ1СНОГО КОНТРОЛЮ ТРЬОХ ПАРАМЕТР1В НЕМАГН1ТНО1 РЕЧОВИНИ
Дослиджено можливють використання теори теплового контактного робочого перетворювача КРП, стосовно сум^ного контролю геометричних, електричних i темпе-
ратурних параметрiв 5 % розчину Ырчаног кислоти
-□ □-
В. В. Себко
кандидат техшчних наук доцент кафедри хiмiчноT техшки та промисловоТ екологи (ХТПЕ), НТУ «ХП1»
Вступ
На тепершнш час вщом1 науков1 статп [1-11], у яких було описано теоретичт основи роботи вихорострумо-
вого контактного робочого перетворювача (КРП) для контролю електромагштних параметр1в суцшьних цилщд-ричних 1 трубчастих вироб1в, а також феромагттних рщинних 1 немагштних газових середовищ. При цьому,
цилшдричнии стрижень, по якому проходить повздовж-нш електричниИ струм 1 е вихорострумовим контактним перетворювачем, тобто КРП [1-6]. Використовуючи в1-дом1 схеми включення [1-6], визначають напругу на стрижт 1 фазовиИ кут м1ж током 1 щею ж напругою. Теория роботи КРП полягае у тому, що пов'язане з вар1а-щею частоти поля, змшення магттного потоку в виробу у свою чергу, приводить до змшення внутршньо! шдук-тивносп стрижня Li, а також Иого повного електричного опору Я [1-6]. Слщ визначити, що параметри Li 1 Я контролюемого об'екту, залежать вщ вщносно'! магшт-но1 проникност цг, питомого електричного опору р, геометричних параметр1в (рад1усу, довжини), а також вщ температури t [1-11]. Суттевим недолшом роб1т [1-6] е те, що при дослщженнях сущльних цилшдричних 1 трубчастих вироб1в не було враховано температуру, при якш визначено електромагттт параметри, тобто цг 1 р. Все це, у свою чергу, знижало точтсть 1 ефектившсть електромагштних контактних метод1в.
ОсобливиИ науковиИ 1 практичний штерес представ-ляють статп, яю присвячено сум1сному контролю магшт-них, електричних, геометричних 1 температурних параме-тр1в цил1ндричних вироб1в, а також феромагттно'! рщини за допомогою КРП [7-11]. Слщ вщзначити, що сум1сне визначення електромагштних параметр1в з температурою не тшьки шдвищуе точшсть 1 ефектившсть вихоростру-мового контролю (приблизно на 25 %-30 %), а 1 дозволяе надати оцшку впливу температури на електромагштш параметри у дослщжуваному температурному д1апазо-н1 [7-11].
При цьому, з урахуванням роби [1-11], запишемо систему р1внянь, яка пов'язуе сигнали теплового КРП з параметрами об'екту контролю
Liнt = ^Цгь Р^а); йн = ^Цгь Р^а);
(1)
£1 -1 = Р1
1 +
(t - tl),
де Liнt — нормована внутршня шдуктившсть об'екту контролю, — нормованиИ електричниИ отр, 1 рt — електромагнт параметри виробу, а — раддус виробу, tl — начальна температура, t — температура, яка береться з до-слщжуваного д1апазону t = [20...150° С], щдекс t означае, що величина е температурозалежною.
Розв'язавши систему р1внянь (1), можна визначи-ти параметри об'екту контролю. У робой [10] знаИдено дина-м1чш характеристики КРП, що у свою чергу дозволяе контро-лювати змшення температури дослщжуваного об'екту у кож-ниИ момент часу, також нада-но практичш рекомендацп для використання р1зних титв КРП, стосовно визначення параметр1в цилшдричних вироб1в та газових 1 рщинних середовищ.
Однак, на тепершнш час не було дослщжено використання теорп теплових КРП, стосовно контролю параметр1в немагшт-них х1м1чних речовин, а саме кислот, що е необхдним у таких
важливих технолопчних процесах, як розклад руди, очи-щення нафтопродукпв, створення лжарняних 1 миючих препарапв, штучних волокон, мшеральних добрив та ш. Як ввдомо, важливим продуктом сучасно1 промисловосп е арчана кислота (1 11 розчини) [12], яка використову-еться в металургп, приладобудуванш, машинобудуванш, нафтопереробно1 та шших галузях промисловосл Укра1-ни. При використант розчишв ще1 речовини у р1знома-ттних технолопчних процесах, необхщна шформащя, насамперед о електричних 1 температурних параметрах розчишв с1рчано'1 кислоти. Причому ця шформащя, не-се 1 важливе самостшне значення, тому що дозволяе наИбшьш повно судити о властивостях немагттних х1-м1чних речовин.
Для визначення параметр1в р1зномаштних немагшт-них речовин доцшьно використовувати контактш ви-хорострумов1 перетворювач1, що у свою чергу, дозволяе створювати не складш алгоритми вим1рювальних 1 роз-рахункових процедур для знаходження багатьох парамет-р1в дослщжуваних рщинних середовищ, при реал1зацп контактних вихорострумових метод1в.
Таким чином, метою дано1 роботи е дослщження мож-ливост використання теорп теплового вихорострумово-го контактного робочого перетворювача КРП, стосовно контролю параметр1в розчину с1рчано1 кислоти.
Основнi задачi дослiджень.
1. Створити алгоритм вим1рювальних 1 розрахун-кових процедур стосовно сум1сного визначення рад1у-са а, питомого електричного опору р(; 1 температури ^ 5 % розчину с1рчано'1 кислоти.
2. Навести основш сшввщношення для визначення геометричних, електричних 1 температурних параметр1в ще1 немагттно'! речовини за допомогою вихорострумово-го контактного робочого перетворювача (КРП).
Використання теори КРП стосовно контролю параметрiв розчину «рчано! кислоти
В роботах [2, 3] було отримано ушверсальт функцп перетворювання Ян = ^х) 1 Liн = f(x) для КРП, за допомогою якого здшснювався контроль сущльних цил1ндрич-них стрижшв. У робоп [10], автором дано1 статп було дослщжено функцп = f(xt) 1 Liнt = f(xt) з урахуванням температури виробу, яю надано для розчину с1рчано1 кислоти на рис. 1, 2.
1,31 1,29 1,27 1,25 1,23 1,21 1,19 1,17 1,15 1,13 1,11
2,1 2,3 2,5 2,7 2,9 3,1
Рисунок 1. Фрагменти залежностей Rнpt вiд xpt для теплового КРП, якi наведено з урахуванням температури
х
L t
îept
0,92 0,91 0,90 0,89 0,88 0,87 0,86 0,85 0,84 0,83
2,1
2,3
2,5
2,7
2,9
3,1
тоти, ГУ — гршчий пристрш, КРП — вихорострумовий кон-тактний робочий перетворювач, R3 — зразковий опiр, B1 i В2 — вольтметри, С — самописець, ВФ — вимiрювач фази.
Таким чином, з урахуванням робгг [2, 3], за допомогою схеми на рис. 3 вимiрюeться струм Ip, напруга Uip, а також фазовий кут мiж током i щею ж напругою, а також сумарна шдуктившсть дослiджуваноï немагнiтноï речовини L2p
Рисунок 2. Фрагменти залежностей LiHpt вiд xpt для теплового КРП, якi наведено з урахуванням температури
L _ Up
sin ф.
(2)
Далi буде наведено алгоритм вимiрювальних i розра-хункових процедур сумкного визначення радiуса a, питомого електричного опору pt i температури t, 5 % розчину сiрчаноï кислоти, за допомогою теплового контактного вихорострумового перетворювача (КРП). На рис. 3 дана функщональна схема включення КРП, на основi яко'1 здiйснюеться контроль немагнiтноï речовини.
Слщ визначити, що у даному випадку скляна трубка разом з дослщжуваною немагштною речовиною та по-вздовжтм струмом, представляе собою тепловий кон-тактний вихорострумовий перетворювач, тобто КРП.
О
ДСН
ВЧ
Рисунок 3. Схема включення теплового КРП з дослщжуваною речовиною
Схема включае до себе: О — осцилограф, ДСН — джерело синусоïдальноï напруги, ВЧ — вимiрювач час-
p
Шсля цього, наприклад, за допомогою моста постш-ного струму [2, 3], потрiбно знайти ошр Ropt розчину сiрчаноï кислоти. Далi з урахуванням роби [1-6], треба знайти опiр Rpt на частотi поля f _ 10000 Гц, попм треба визначити нормований ошр R^t, використовуючи формулу [2-6]
RHPt —
R0
Hpt R
p0
(3)
Далi користуючись залежнiстю на рис. 1, потрiбно визначити узагальнений параметр xpt. А знаючи xpt i використавши залежшсть на рис. 2, можна знайти величину Lrnpt. Bнутрiшню вдуктившсть розчину арча-ноï кислоти, при цг _ 1, потрiбно визначити з форму-ли [2-6]
т _ Но! т
Lipt " 8п Мн
(4)
Дал^ знаючи сумарну iндуктивнiсть розчину L2pt, знайдемо зовнiшню iндуктивнiсть
Le _ LEpt Lipt.
(5)
Шсля цього, з урахуванням [5], потрiбно визначити радiус розчину
21
"p 2n(Lxpt-Lipt)
(6)
Ml
Для знаходження електричного i температурного па-раметрiв дослiджуваноï немагнiтноï речовини, потрiбно використання двох шших функцiй перетворювання, от-риманих автором даноï статтi у робот [9].
Це залежнiсть нормованоï внутрiшньоï шдуктив-ностi Llnt, з урахуванням температури, вщ нормованого опору RBt, а також залежнiсть нормованоï внутрiшньоï iндуктивностi LlHXt, яка створена магштним потоком, котрий проходить одиничний майданчик зi стороною, що дорiвнюе глибит проникнення магнiтного поля 8, вщ Rнt [9].
Залежностi Liнpt _ f(R^t) та Llнxpt _ f(Rнpt) представлено на рис. 4 i 5.
Тобто з початку, знаючи R^, ми визначаемо L^ (див. рис. 4), а попм L^^ (див. рис. 5).
x
e
ь
1нр
2,00 1,09 1,08 1,07 1,06 1,05
1,04 1,03
Висновки
2,1
2,6
3,1
3,6
4,1
Рисунок 4. Залежнють параметру Цнр вiд Rнpt розчину, з урахуванням температури
Цв
0,995 0,99 0,985 ■ 0,98 0,9750,97 0,965 ■
0,96 0,955
180° 1 1 1 1
1 1 150° | |
►"......„.^ 100° | |
^^ 1 1 60° ;
1 т 1 ^^^ 1 1 ^^^ 1
1 1
1 • т®
-- 1 1 1 1 -1-1-
2,1
2,6
3,1
3,6
4,1
Рисунок 5. Залежжсть параметру Liнxpt вщ Rнpt розчину, з урахуванням температури
Шсля цього запишемо формулу для визначення пито-мого електричного опору розчину арчано! кислоти
^^щ*)- 2^-Цо
21
Pt = -
Цо1
+1
Liнxpt (Rнpt)■ Х2^нрО
(7)
Далi, для визначення температури розчину, необхщно знати температурний коефщент опору цiei речовини а, який знаходиться при двох вiдомих температурах t i ^ перед виконанням кожного вимiрy визначимо а з формули
РР-1
,_Р1_
\ - tl Р-'
1 Р1
(8)
Чисельне значения ТКС а дорiвнюe а = 7,1 ■ 10-3 ■ 1 /К. При цьому, температура дослщжувано! речовини визна-чаеться з формули
\2
Lшpt
t=
1+at1
21
-ЦрО е цо1 +
Liнxpt (Rнpt)■ xt
—1
+(9)
Таким чином, дослiджено можливiсть використання теорп теплового вихоростру-мового контактного робочого перетворюва-ча КРП, стосовно контролю геометричних, електричних i температурних параметрiв 5 % розчину арчано! кислоти. В рамках цих дослщжень створено алгоритм вимь рювальних i розрахункових процедур при визначент геометричних, електричних та температурних параметрiв розчину сiр-чано! кислоти, за допомогою теплового вихорострумового контактного робочого перетворювача (КРП), наведено основы спiввiдношення для визначення раддусу а, питомого електричного опору р4 i температури ^
Лiтература
1.
2.
Я.
3.
Ландау Л. Д., Лившиц Е. М. Электродинамика сплошных сред. — М.: Гос. изд-во физико-математической литературы, 1959. — 532 с. Львов С. Г. Определение параметров ферромагнитных конструкционных прутков // Зб. наукових праць Харювського державного пол1техшчного ушверситету «1нформа-цшш технологи: наука, техшка, технолопя, осв1та, здоров'я». — Харгав: ХДПУ. — 1999. — Вип. 7, Ч. 3. — С. 124-126. Себко В. П., Львов С. Г., Котуза А. И., Гуг-нин В. Н. Определение метрологических характеристик контактного электромагнитного преобразователя // Труды конференции с международным участием «Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика». — Харьков: Основа. — 1997. — С. 324-325.
Тюпа И. В. К расчету ожидаемых значений сигналов контактного двухпараметрового электромагнитного преобразователя // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. — Харьков: ХГПУ. — 1999. — Вып. 37. — С. 44-46.
Себко В. П., Бондаренко В. Е. Измерение радиуса и удельного электрического сопротивления немагнитных цилиндрических изделий контактным электромагнитным преобразователем // Матер1али 4-! Науково-техшчно! конференции «Неруйшвний контроль та техшчна д1агнос-тика». — Ки!в. — 2003. — С. 373-378. Себко В. П., Титова Н. В., Подлегный Н. И. Дифференциальный контактный метод определения магнитного и электрического параметров цилиндрического изделия // Техшчна електродинамша. — Ки!в: 1н-т електродина-мки НАНУ. — 2004. — Тем. випуск, Ч. 1. — С. 53-56. Себко В. В., Москаленко О. И. К расчету параметров контактного электромагнитного преобразователя температуры // Науков1 пращ II-! М1жнародно! науково-техшчно! конференци «Метролопя та вим1рювальна техшка». — Харгав. — 1999. — С. 49-51.
е
5
а
8. Себко В. В. Определение электромагнитных параметров проводящих цилиндрических изделиИ контактным методом с учетом текущеИ температуры // УкрашськиИ метролопчниИ журнал. — Харгав. — 2006. — Вип. 3. — С. 24-27.
9. Себко В. В. Споаб сумюного неруИшвного контролю електромагштних параметр1в 1 температури цилшдричних вироб1в. Патент Украши на корисну модель № 14958; Заявл. 04.10.2005; Опубл. 15.06.2006; Бюл. — № 6.
10. Себко В. В. Исследование динамических характеристик контактного рабочего преобразователя КРП // НауковиИ журнал «Пращ Луганського в1ддшення М1жнародно'1 Академй ¡нформатизацй». — Схщно-украшськиИ нацюнальниИ ушверситет ¡мен; В. Даля. — Луганськ: СНУ. — 2007. — № 2 (15). — С. 112-117.
11. Себко В. В. Определение параметров ферромагнитноИ жидкости с помощью контактного рабочего преобразователя КРП // Вюник Нацюнального техшчного ушверситету «ХарювськиИ пол^ехшчниИ ¡нститут». — Харгав: НТУ «ХП1». — 2006. Вып. 44. — С. 15-24.
12. НикольскиИ Б. П., Григоров О. Н., Позин М. Е. и др. — Справочник химика. — Л.: Изд-во «Химия», 1964, 1067 с.
Проанализирована возможность взаимодействия ионов никеля с различными восстановителями и окислителями в водных растворах. Выполнена сравнительная оценка эффективности этих восстановителей и окислителей, а так же определены направления протекания реакций. Выбран наиболее пригодный окислитель для процесса осаждения соединений никеля из водных растворов, содержащих хлорид этого металла и соляную кислоту в нейтральных и щелочных средах
УДК 541.11
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ
ОЦЕНКА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИОНОВ НИКЕЛЯ С ВОССТАНОВИТЕЛЯМИ И ОКИСЛИТЕЛЯМИ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ
Г. И . Г р и н ь
доктор технических наук, профессор Проректор по научно-педагогической работе* Контактный тел.: (057) 707-63-53. E-mail: gryn@kpi.kharkov.ua
П. А. Козуб
кандидат технических наук доцент кафедры Химической технологии неорганических веществ,
катализа и экологии*
Контактный тел.: (057) 707-67-45. E-mail: pkozub@kpi.kharkov.ua
Е. А. Семенов
кандидат технических наук. Доцент кафедры Охраны труда и окружающей среды* Контактный тел.: (057) 707-69-59. E-mail: esemyonov@kpi.kharkov.ua
*Национальный технический университет «Харьковский
политехнический институт» ул. Фрунзе, 21, г. Харьков, Украина, 61002
1. Введение
В связи с низким внедрением безотходных технологиИ в промышленности Украины в настоящее время образуется большое количество отходов содержащих в своем составе переходные металлы или их соединения.
Как правило, если переработка отходов экономически целесообразна, то из них извлекают ценные компоненты, если нет — то их подвергают захоронению. Для извлечения ценных компонентов из отходов часто применяют минеральные кислоты или их смеси. В дальнеИшем из кислотных растворов с использованием электрохимических
