CC BY
11
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА
Том ,250
1975
ВЛИЯНИЕ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ПРИМЕСЕЙ НА ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЕ В ПРОЦЕССЕ СУШКИ ТОРФЯНОЙ ФОРМОВКИ
с. и. смольянинов, Г. Г. КРИНИЦЫН
(Представлена научно-методическим семинаром органических кафедр ХТФ)
По А. В. Лыкову [1, 2], усадка влажного материала при равномерном распределении влагосодержания и температуры внутри материала является физическим свойством тела при удалении из него жидкости и не вызывает каких-либо опасных напряжений. В реальных условиях всегда наблюдается большая или меньшая неравномерность в распределении по объему влажности и температуры, что является причиной появления объемно-напряженного состояния и, в случае развития его свыше предельно допустимого, вызывает появление трещин (локальное разрушение), а также и полное разрушение тела.
Торф претерпевает усадку в течение всего периода сушки [3]. На рис. 1 приведены коэффициенты усадки торфа (торф осоково-гипновый низинный, степень разложения 25—30%, рабочая влажность — 87,0%, зольность на сухое вещество—11,52%, степень переработки — 3) и его смесей с магнетитовым концентратом Абагурской обогатительной фабрики (содержание железа — 62,7%, степень измельчения — под сито 0,08 мм) и реактивной окиси железа («ч. д. а.», степень измельчения — под сито 0,05 мм), высушенных в виде цилиндрических формовок (40X60 мм) при трех режимах сушки. Сушки проводились: а) на открытом воздухе при 21—28°С и относительной влажности 84—98% (условно жесткий режим); б) в климатической камере при 40°С и онтоситель-ной влажности воздуха — 80% (условно мягкий режим); в) в помещении лаборатории при 20—24° С и относительной влажности воздуха 62—68°/0 (условно средний режим сушки).
Исходя из определения С. С. Корчуновым [4] максимального (предельного в случяе двухфазной системы) коэффициента объемной усадки, равного отношению плотности твердой фазы к плотности воды, можно показать, что отношение фактического коэффициента усадки к предельному есть содержание твердой фазы в абсолютно сухом образце, характеризующее плотность упаковки материала. Данные рис. 1 свидетельствуют о заметном влиянии окислов железа на структуру торфа, что при определенном количестве наполнителя создает возможность для более плотной упаковки частиц твердой фазы. Здесь же нашло свое отражение влияние режима сушки на коэффициент усадки.
На рис. 2 приведено изменение среднего (по разности между центром и поверхностью) градиента влажности по сечению цилиндрических образцов в процессе сушки. Из особенностей поведения этого параметра обращает на себя внимание резкий его рост при определенном среднем влагосодержании материала и меньшее его значение на всем периоде сушки для торфорудных смесей. Как и следовало ожидать, при мягком режиме сушки градиент влажности заметно меньше.
Для жесткого режима сушки наблюдается несомненная связь этого показателя с трещинообразованием (определялось отношение суммарной длины поверхностных трещин к общей площади поверхности). Начало увеличения трещинообразования совпадает с максимумом градиента влажности. Однако в мягком режиме сушки трещинообразование снижается намного сильнее, чем это можно было бы ожидать при данном градиенте влажности, что, впрочем, вполне отвечает представ-
I
1.60
ш
I
170
0.80
100
5а во
II
4 -40
У
/
\ о. XI
о \ V 1 \ 1
0 8 76 к Содержание
к- 1 -
к! NN
ч \о
I
^ 4
0.6
\
II*
* * ¿7
л 5
п V
Г ъО.
-— Е |
\2 , . $ олагосоЗеожиние, г/г
Рис. 1. Влияние содержания окислов железа в смесях с торфом на коэффициент усадки при сушке: 1 — жесткий режим, 2 — средний режим, 3 — мягкий режим (добавки магнетита), 4 — средний режим (добавка окиси железа)
лениям о предельно-допустимом
Рис. 2. Зависимость градиента влажности и поверхностной трещиноватости образцов формованного торфа (светлые точки) и его смеси с 5% магнетита (темные точки) от влагосодер-жания: а — жесткий, б — мягкий режимы сушки
ном состоянии.
Выводы
Исследованы явления усадки и трещинообразования в процессе сушки формованного торфа и его смесей с окислами железа.
Показана возможность управления темпом усадки путем изменения количества и плотности мицерального наполнителя.
Сушка смесей торфа с окислами железа протекает при меньшем градиенте влажности по сечению образцов, при этом образуется меньшее количество трещин.
ЛИТЕРАТУРА
1. А. В. Лыков. Теория сушки. Изд. «Энергия», М., 1968.
2. А. В. Лыко в. Явление переноса в капиллярно-пористых телах. Гостехтеор-издат, М„ 1954.
3. Н. Н. Кулаков. Введение в физику торфа. Госэнергоиздат, М.—Л., 1947.
4. С. С. К о р ч у н о в. Исследование физико-механических свойств торфа. Госэнергоиздат, М.—Л., 1953.
