Жоғары концентрациялы алюминий тотығы суспензиясының гидродинамикасы және жылуалмасуын фазалық құрылымдық өзгеруімен сандық зерттеу

КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4.6
І АЛЮМИНИЙ ТОТЫҒЫНАН ЖАСАЛҒАН КЕРАМИКАЛЫҚ МАТЕРИАЛДАРДЫҢ ҚАСИЕТТЕРІ ЖӘНЕ ҚҰРЫЛЫМЫ
І.1. Механикалық және термомеханикалық қасиеттері ... ... .7.11
І.2. Жылуфизикалық қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... .11.13
І.3. Термиялық және электрофизикалық қасиеттері ... ... ... 13.16
ІІ АЛЮМИНИЙ ТОТЫҒЫ СУСПЕНЗИЯСЫНЫҢ РЕОЛОГИЯСЫ. ФАЗАЛЫҚ АҒЫН ТЕОРИЯСЫ ЖӘНЕ ОНЫҢ ТӘЖІРИБЕЛІК НЕГІЗІ
ІІ.1. Алюминий тотығы суспензиясының реологиясы және реологиялық теңдеулері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...17.20
ІІ.2. суспензиялардың фазалық құрылымы. Теориялық негізі
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .21.22
II.3. Жылу алмасу және фазалык ағын ... ... ... ... ... ... ...22.25
III ЕСЕПТЕУ ЭКСПЕРИМЕНТ НӘТИЖЕЛЕРІ
III.1. Алюминий суспензиясының құбыр бойымен жылдамдық құраушыларының таралуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 25.27
III.2. Құбыр бойымен ағысы кезінде алюминий суспензиясының тығыздығы мен қысымының өзгеруі ... ... ... ... ... ... ... ... ... .27.30

ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...44.45

Қолданылған әдебиеттер тізім ... ... ... ... ... ... ..46
Жалпы тарихи тұрғыдан керамика деп – минералдық қосымшаларды араластыра отырып, саз бен оның қоспаларынан алынатын бұйымдар мен материалдарды атайды. Адамзаттың техникалық прогреске қадам басуымен, керамикалық материалдар арасында өнеркәсіптің пайда болуы және дамуының нәтижесінде техникалық керамика класы қалыптасты. «Керамика» ұғымының ауқымы кеңейе түсті: саздан жасалатын дәстүрлі материалдардан өзге оның қатарына таза тотықтардан, карбидтерден, нитридтерден және т.б. алынатын материалдарды да жатқызатын болды. Екінші дүниежүзілік соғыстан соң техникалық керамика конденсаторларды, микросызбалардың үлгілерін, термисторлар мен варисторларды жасау үшін радиоэлектроникада, атом өнеркәсібінде, зымырандық техникада кеңінен қолданыла бастады. ХХ ғасырдың соңғы онжылдығында құрылысқа бағытталған керамикалық материалдар пайда бола бастады.
Заманауи материалдар әлемінде керамиканың алатын орны аса үлкен, өйткені, оның физикалық және химиялық қасиеттерінің ауқымы өте кең. Керамика қышқылданбайды және металдармен салыстырғанда жоғары температура аймағында аса орнықты. Керамикалық материалдардың серпімділік модулі металдарға қарағанда бір ретке жоғары. Керамикалардың арасында термиялық ұлғаю коэффициенті үлкен де, кіші де (тіпті, теріс болуы да мүмкін) материалдарды кездестіруге болады. Түрлі электрфизикалық қасиеттері бар керамикалық материалдардың да қатары көп. Олардың арасында диэлектриктер де, жартылайөткізгіштер де, өткізгіштер де (өткізгіштігі бойынша металдармен теңесетін) және асқынөткізгіштер де бар.
Қазіргі заманғы құрылыстық және инструменталды керамиканың маңызды құраушылары – алюминийдің, цирконидің тотықтары, кремнийдің, бордың, алюминий нитридтері, кремний мен бор карбидтері, олардың қатты ерітінділері мен түрлі композиттер. Керамиканың жарқын болашағы өзге материалдармен салыстырғанда оның қасиеттерінің сан алуан түрлілігімен түсіндіріледі. Сонымен қатар оның шикізатына қол жетімді, технологиясына аз энергия жұмсалады, зиянды орталардағы керамикалық қондырғылардың ұзақ мерзімді жарамдылығы аса зор қызығушылық туғызып отыр.Керамика өндірісі, әдетте, қоршаған ортаны металлургия сияқты ауыр дәрежеде ластамайды.
1. Крупа А.А.,Городов В.С. Химическая технология керамических материалов.-киев.:Высшая школа,1990.
2. Лойцянский Механика сплошых сред
3. Семченко Г.Д. Конструкционная керамика и огнеупоры. – Харьков: Штрих, 2000, – 304 с.
4. Клименко В.П., Поляков С.А. Вибрационное приготовление высококонцентрированных шликеров//Стекло и керамика. -1986. -№4.
5. Фройштетер Г.Б., Смородинский Э.Л., Радионова Н.В. Течение и теплообмен неньютоновских жидкостей в трубах.Киев:Наукова думка,1990.
6. Шевченко В.Я. Введение в техническую керамику. – М.: Наука, 1993. – 112 с.
7. Смольский Б.М., Шульман З.П., Гориславец В.М., Реодинамика и
теплообмен нелинейно вязкопластичных материалов. – Минск: Наука и техника, 1970.
8. Пасконов В.М., Полежаев В.И., Чудов Л.А. Численное моделирование процессов тепло – и массообмена, Москва, Наука, 1984
9. Самарский А.А. Введению в теорию разностных схем, Москва, Наука, 1987
        
        Қазақстан Республикасының білім және ғылым министірлігі
Әл-Фараби атындағы қазақ ... ... ... және ... физика кафедрасы
ДИПЛОМ ЖҰМЫСЫ
Жоғары концентрациялы алюминий тотығы суспензиясының ... және ... ... ... ... сандық зерттеу
мамандық 050723 -
Орындаған: ... ... ... ... М.М ... жетекші: ... ... З.К ... ... ... ... С.А. ... 2012
Реферат
Бітіру жұмысы: 46 -беттен, 1 ... 3 - ... 33 ... 1 қорытындыдан және 9-әдебиеттр тізімінен тұрады.
Негізгі объектісі: Аллюминий тотығы суспензиясы
Негізгі ... ... ... ... ... ағыс ... - ... пластикалы, тұтқыр қасиеттерінің үйлестіктерінен
тұратын тұтас ... ... мен ... ... ... - тұтқыр сұйықта таралған өте ұсақ қатты бөлшектер
Конвективті жылуалмасу - ... ... көп ... ... аз ... сұйық немесе газ ағынымен
жылу тасымалы арқылы таралады.
Коагуляция - дисперсті бөлшектерді молекулярлық күштер арқылы
жабыстырып, біріктіріп ... ... орта - ... ... ... ұсақ ... бар ... - көлденең координата, м;
z- бойлық координата, м;
λ1 - құбырдың алюмини корпусының жылуөткізгіштігі, Вт/(мК);
δ2- жылу құбырының радиусы, м;
L1- ... ... ... м;
q - жылу ... ... ... Вт/м2 ;
L2 - конденсация аймағының ұзындығы, м ;
Tб- беттің ... ;
1- ... ішкі ... м ... сұйықтың температурасы, К;
P3 - будың қысымы, Па;
- беттік керілу, Н/м; R - беттің ... ... ... - ... ... ... бойлық құраушысы, м /с;
- динамикалық тұтқырлық, H*c/м2 ;
1 - кеуектілік;
2 - тығыздығы ... ... ... - жылуөткізгіштігі (сұйық фаза), Вт/(м.K) ;
- бу каналының радиусы, м;
W1 - массалық булану жылдамдығы, ... ;
Q - ... ... ... ... - ... ... құраушысы, бу фазасындағы, м/с;
V3 - радиал жылдамдық құраушысы, бу фазасындағы, м/с;
TKP - критикалық температура, Па.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ ........................................................................4-6
І АЛЮМИНИЙ ... ... ... ... ... ЖӘНЕ ... ... және термомеханикалық қасиеттері.........7-11
І.2. Жылуфизикалық қасиеттері.....................................11-13
І.3. Термиялық және электрофизикалық ... ... ... ... ... ... ағын теориясы және оның тәжірибелік негізі
іі.1. Алюминий тотығы суспензиясының реологиясы және реологиялық ... ... ... фазалық құрылымы. Теориялық негізі
.............................................................................21-22
II.3. Жылу алмасу және фазалык ағын...........................22-25
III ЕСЕПТЕУ ЭКСПЕРИМЕНТ НӘТИЖЕЛЕРІ
III.1. ... ... ... ... ... құраушыларының таралуы ................................................25-27
III.2. Құбыр бойымен ағысы кезінде алюминий суспензиясының тығыздығы мен қысымының өзгеруі.....................................27-30
ҚОРЫТЫНДЫ...............................................................44-45
Қолданылған әдебиеттер тізім..........................46
Кіріспе
Жалпы тарихи ... ... деп - ... ... ... отырып, саз бен оның қоспаларынан алынатын бұйымдар мен ... ... ... ... ... ... басуымен, керамикалық материалдар арасында өнеркәсіптің пайда болуы және дамуының нәтижесінде техникалық керамика ... ... ... ... ... ... саздан жасалатын дәстүрлі материалдардан өзге оның қатарына таза тотықтардан, карбидтерден, нитридтерден және т.б. ... ... да ... ... ... ... ... соң техникалық керамика конденсаторларды, микросызбалардың үлгілерін, термисторлар мен варисторларды жасау үшін радиоэлектроникада, атом өнеркәсібінде, зымырандық техникада кеңінен қолданыла бастады. ХХ ... ... ... ... бағытталған керамикалық материалдар пайда бола бастады.
Заманауи материалдар әлемінде керамиканың алатын орны аса үлкен, ... оның ... және ... қасиеттерінің ауқымы өте кең. Керамика қышқылданбайды және металдармен салыстырғанда жоғары температура аймағында аса орнықты. Керамикалық материалдардың серпімділік модулі металдарға ... бір ... ... ... ... ... ұлғаю коэффициенті үлкен де, кіші де (тіпті, теріс болуы да мүмкін) материалдарды кездестіруге болады. Түрлі электрфизикалық ... бар ... ... да ... көп. Олардың арасында диэлектриктер де, жартылайөткізгіштер де, өткізгіштер де (өткізгіштігі ... ... ... және ... де бар. ... ... ... және инструменталды керамиканың маңызды құраушылары - алюминийдің, цирконидің тотықтары, кремнийдің, бордың, алюминий нитридтері, кремний мен бор ... ... ... ... мен ... ... ... жарқын болашағы өзге материалдармен салыстырғанда оның қасиеттерінің сан алуан түрлілігімен түсіндіріледі. Сонымен қатар оның ... қол ... ... аз энергия жұмсалады, зиянды орталардағы керамикалық қондырғылардың ұзақ мерзімді жарамдылығы аса зор қызығушылық туғызып ... ... ... ... ... металлургия сияқты ауыр дәрежеде ластамайды.
Керамикалық материалдардың металдар мен полимерлерге қарағанда биологиялық үйлесімділігі жоғары және аталмыш жайт ... ... ... ағза ... ... ... сонымен қатар биотехнология мен гендік инженерияда құрылыс материалы ретінде қолдануға мүмкіндік береді.
Техникалық керамика - материалдардың салыстырмалы жаңа түрі және ... оны ... ... ... және құны ... дәстүрлі және полимерлік материалдардың өндірісінен қалып қояды. Осыған қоса оны ... ... ... 15-тен 25% дейін) болат, алюминий және өзге металдардың cәйкес көрсеткіштерінен асып түседі. Қазіргі таңда АҚШ пен ... ... ... өндірушілері болып табылады. АҚШ металл өңдеу үшін бағытталған құрылыс керамикасы саласында басымдылық ... ... ... ... ... қоса қызметтік керамика (электрондық құрылғылардың негізгі құраушысы) саласы да қарқынды дамып ...
І ... ... ... ... ... ЖӘНЕ ... керамикалық материал әдетте қос фазадан тұрады: кристалдық және ... ... ... Кристалдық фазаның өзі нақты химиялық қосылыстардан, қатты ерітінділерден, ену ... ... ... фаза ... дәстүрлі керамикаларда, сонымен қатар техникалық керамиканың кейбір түрлерінде кездеседі. ... ... ... ... SiO2 ... шыны ... күйді тудырушы тотық бар. Шыны фазасының мөлшері 60%-ға дейін жетеді. Құрылыс пен конструкциялық ... ... ... шыны ... ... өйткені, оның болуының салдарынан материалдың беріктілік қасиеті ... ... ... пісірілген керамикалық материалдар кеуектерден тұрады. Оларды екі топқа жіктейді: жабық кеуектер - қоршаған ортамен мүлде ... ашық ... - ... ... ... ...
Керамиканың кейбір түрлерінде, мысалы, керамикалық сүзгілерде кеуектік мақсатты бағытталған түрде ... ... ... Өзге ... ... ... отқа берік түрлерінде нақты кейбір кеуектілік болады. Оның әсерінен бұйымның қолданушылық қасиеті айтарлықтай кеми қоймайды. Құрылыс және ... ... ... ... ... ... фактор болып есептеледі, өйткені, ол бұйымның беріктілік қасиеттерінің деңгейін төмендетеді.
Керамикалардың кеуектілігі мен тығыздығын мынадай ... ... ... ... ... н , г/см3 - ... материалдың тығыздығы;
2. Жалған тығыздық ж, г/см3 - ... ... ...
3. ... ... ж/н ;
4. ... кеуектілік Пн, - материалдың жалпы көлеміне қатысты пайызбен немесе үлеспен өрнектелген барлық кеуектердің ... ...
5. ... ... кеуектілік - ашық кеуектердің көлемі, қайнау барысында ... ... ... жалпы көлеміне қатысты пайызбен өрнектеледі.
І.1. Механикалық және термомеханикалық ... ... ... ... ... ... айтарлықтай үлкен емес серпімді деформациядан соң қалыптасатын морт ... тән. Осы ... ... ... ... ерекшеленеді. Металдар үшін пластикалық деформация шамасының мәні айтарлықтай үлкен болады. Керамиканың беріктілік ... ... үшін сығу с және ... м ... ... шегінің шамасы қолданылады. Осы кездегі құрылыс және конструкциялық керамиканың беріктілігі майыстыру кезіндегі беріктілік шегімен бағаланады. ... ... ... ... өтетін бұйымның көлеміне тәуелді. Көлемі үлкен бұйымдарда қауіпті ақаулардың болу ықтималдығы жоғары, олардың орташа ... ... ... ... сай көлемдері V1 және V2 қос үлгіні созу барысындағы беріктілік мәндерінің қатынасы мынадай болады: ... ... ... m - ... ... ... ... m - неғұрлым үлкен ... ... ... ... да ... бола ... Керамиканың беріктілігіне микроқұрылым айтарлықтай әсер етеді: кристалдық ... ... ... шыны ... ... мен ... түйірлерінің өлшемдері, кеуектілік. Кристалдық фазалардың құрамының артуы және түйірлердің өлшемдерінің кемуі беріктіліктің ... алып ... ... шыны ... болуы көптеген жағдайларда беріктіліктің артуына алып келеді. Кеуектер көлденең қиманың ауданын азайтып қана қоймай, ... ... ... ... да ... ... Керамиканың беріктілігінің кеуектілікке тәуелділігі Рышкевич өрнегімен сипатталады:
=σ0exp(-nП), ... n - 4-7 ... ... ... П - үлестермен өрнектелетін кеуектілік, 0 - кеуексіз керамиканың беріктілігі. Осы ... 5% ... ... ... ... ... материалмен салыстырғанда 25-40% кемиді, ал 10% кеуектілікте шамамен екі есе азаяды.
Керамиканың маңызды беріктілік сипаттамасы - ... ... ... қарсыласу қабілеті, яғни сызаттарға орнықтылық. ... ... ... өлшемділігі МПам1/2 болатын кернеулердің интенсивтілігінің критикалық коэффициентімен К1с анықталады. Сызаттарға орнықтылық арнайы әдістемелердің көмегімен анықталады. Олардың ішінде алмаз пирамидасының таңбалау ... ... ... ... ... қасиеті - қаттылық - керамиканың механикалық қасиеттерінің деңгейін анықтайды. Әдеттегі температурада ... ... ... ... ... ... ... дегенмен де алмаз инденторды керамиканың бетіне енгізгенде инденторға жақын жатқан материалдың ... ... ... ... болады. Осы деформацияға материалдың қарсыласуы қаттылықпен бағаланады. Керамиканың қаттылығын анықтау үшін негізінен Виккерс әдісі (HV) мен микроқаттылықты (H) ... ... ... ... ... ... орнықтылық пен қаттылықтан өзге керамикалардың механикалық қасиеттері серпімділік ... Е, ... ... G және ... коэффициентімен бағаланады. Серпімділік модулі мына өрнектен анықталады:
= /Е, ... - ... ... - нормаль кернеу. Ығысу модулі ығысу деформациясы мен жанама кернеуді байланыстыратын дәл осындай өрнектің құрамына ...
= /G, ... - ... ... ... - ... ... кернеу. Пуассон коэффициенті мына өрнектен анықталады:
= (d/d)/(l/l), ... d/d - ... ... l/l - сыналатын үлгінің салыстырмалы ұзаруы. Көптеген керамикалар үшін ... 0,2-0,25 ... ... ал ... деформация барысында әдетте = 0,5 болады. E және G ... ... ... тәуелділік бар:
G = Е/2(1+). ... ... ... жоғары температураларда жұмыс жасау үшін арналған. Осы жағдайларда керамиканың механикалық қасиеттерін бағалау үшін мынадай параметрлер қолданылады: керамиканың қысқа мерзімді беріктілігі, ... ... ... жүктеме барысындағы деформация температурасы және жорғалағыштық. Қолдану температурасы кезіндегі керамиканың беріктілігі әдеттегі температура мәніндегі беріктілікпен, сығу мен майыстыру кезіндегі беріктілік ... ... ... ... ... ... (20С) және ... (1000С аса) температуралардағы басты ерекшелігі - жоғары температураларда керамикалық материал пластикалық деформацияға ... ... ... ... ... ... анықтау түрлі жылутехникалық қондырғыларды жүктемелеуде қолданылатын отқа берік материалдарды аттестациялау үшін жүргізіледі. Керамиканың деформация температурасы оның фазалық құрамымен, ... ... ... ... мөлшерімен және шыны фазасының тұтқырлығымен анықталады. Керамиканың деформация температурасын 2кг/см2 тең ... және ... ... ... анықтайды. Мынадай температуралар тіркеледі: жібудің басталу температурасы tнр, ... шама ... 50 ... ... ... жатқан үлгінің сығылуына сәйкес келеді және 4 және 40% сығу деформациясына ... ... ... ... ... шекті температурасы tнр мен t4% деф аралығында жатады. Жылжығыштық деп материалға жоғары ... мен ... ... ... әсер ... оның ... пластикалық деформациясын атайды. Жылжығыштықтың бірнеше механизмдері анықталған: дислокациялық, диффузиялық, тұтқыр ағыс. Керамикалық материалдарға материалдың ... ... ... ... ... ... жылжығыштық механизмі тән. Тұрақты температура мен кернеу мәндерінде уақытқа қатысты керамиканың жылжу жылдамдығының үш сатысы ажыратылады (1 сурет).
Сурет 1 - ... ... ... 0 - керамиканың аққыштық шегіне сәйкес ... ...
I - ... ... ... II - ... жылжу бөлімшесі;
III - қысқа мерзімді жылжу бөлімшесі; р - бұзылу барысындағы керамиканың деформациясы. ... 1500 - 1800С ... мен 1 - 10 МПа ... ... ... жылжу кезеңіндегі керамиканың деформация жылдамдығымен бағаланады:
d/dt = Se-Q/RTn, ... S - ... ... Q - ... ... R - газ тұрақтысы, Т - ... - ... n = const . ... ... ... ... жылусиымдылық, жылуөткізгіштік, температура өткізгіштік пен термиялық ұлғаю жатады. Аталған қасиеттердің маңызы зор, өйткені, олар ... ... ... ... ... жылу зат ... ... күшейтуге және электрондардың қозуына жұмсалады. Жылуөткізгіштік жылудың материал арқылы таралу жылдамдығын ... ... = -dT/dx, ... - ... ... dT/dx - температуралар градиенті. Қатты денеде жылу берілудің қос механизмі ... ... ... ... - ... жылу тасымалы және электрондардың қозғалысы. Тотықты керамикаға жылудың фонондық таралу ... ... ... ... ... ... жүру ... бағаланады. Төменгі температураларда фононның жүру жолының ұзындығы айтарлықтай үлкен, бұл атомдардың тербелістерінің гармоникалығына байланысты. Жылуөткізгіштіктің температураға тәуелділігінің қос бөлімшесі бар: ... ... ... ... ... ... Дебай температурасы) және Дебай температураларынан кейінгі облыс (2 сурет).
Сурет 2 - ... ... ... ... ... ... ... облыстарда жылуөткізгіштік атомдық тербелістердің ангармоникалығына тәуелді болады, бұл иондар торындағы атомдық массалардың әр түрлілігіне негізделген. Кристалл торының едәуір күрделі ... ... шыны ... ... және ... керамиканың жылуөткізгіштігін қосымша кемітеді.
Керамиканың термиялық ұлғаюы сызықты ... ... ... коэффициентімен (СҰТК) сипатталады, ол мына ... ... ... ... lt0 - ... ... ... ... lt - ... температурасындағы үлгінің ұзындығы. Тотықтардың СҰТК әдетте температура жоғарылаған сайын артады, бұл кристалл торындағы иондардың байланыс күштерінің әлсіреуімен түсіндіріледі. ... ... ... оксиді керамикасының физика-механикалық қасиеттері келтірілген.
1 кесте. А12О3 негізіндегі инструменталдық керамиканың физика-механикалық қасиеттері
Керамиканың маркасы
Майыстыру барысындағы беріктілік шегі, МПа
Жылутұрақтылығы, °С
ЦМ-332(микролит)
475
1400
В-З
650
1100
ВОК-60
675
1100
ОНТ-20(кортинит)
700
1200
І.3. ... және ... ... ... қасиеттер материалдың жоғары температураларға қарсыласу қабілетін сипаттайды. Керамикалар үшін маңызды термиялық қасиеттерге отқа беріктілік, термиялық орнықтылық пен термиялық ескіру ... ... ... отқа ... ... еру ... анықталады. және түсініктерінің айырмашылығын ескерген жөн. ... ... ... ... ... ... өтуінің физикалық сипаты болып табылады және оның нақты мәні бар. Алайда, көптеген керамикалық ... ... ... қоса ... фаза да ... осының салдарынан қыздыру барысында тұтқырлығы аз күйге өту - еру процесі біртіндеп жүзеге ... ... ... ... ... еру температурасы сәйкес келеді.
Отқа беріктілікті тұрақты қыздыру барысында биіктігі 30мм тең ... ... ... ... дәрежесіне қарай конустың төбесі негізіне қарай ығысады. Конустың түсу мезетіне сәйкес келетін ... ... отқа ... анықтайды.
Термотұрақтылық деп керамиканың қолдану барысында бұзылуға ұшырамай, температураның тербелісіне төзімділік қабілетін атайды. ... ... ... қыздыру мен суыту жағдайларында температуралардың критикалық айырымымен бағаланады, ол мына ... ... ... ... - жылуөткізгіштік коэффициенті, - Пуассон коэффициенті, в - беріктілік шегі, - ... ... ... c - ... ... - ... Е - Юнг модулі. Отқа берік ... үшін ... ... тікелей әдісі қолданылады: кірпіштің жақтауын 850С және 1300С дейін қыздырып, содан соң ағын суда суытады. Термотұрақтылық зат ... ... 20%-ға жуық ... ... сипатталады. Керамиканың термиялық ескіруі - бұйымдарды жоғары температуралық қолдану барысындағы қайта кристалдану процесіне ... ... ... ... ... ... өлшемі жүз микронға дейін жетуі ықтимал, осының нәтижесінде керамиканың беріктілік қасиеттері күрт төмендеп кетеді. Түйір өлшемінің өсуі мына өрнектен ...
D = ... (11) ... D0 - ... ... өлшемі, Q - қайта кристалданудың активация энергиясы, n=const (тотықтар үшін n=1/3), - Т ... ... ... сағ. Кез келген диэлектрик сияқты техникалық керамиканың маңызды электрофизикалық қасиеттері - диэлектрлік өтімділік ε, ... ... ... коэффициенті ТКε, меншікті кедергі ρ (Омּм), диэлектрлік ... tg δ, ... ... ... ... ... ... Етө. Керамиканың электрофизикалық қасиеттері керамиканың аталған түрін қалыптастыратын кристалдық фазалардың құрамымен және құрылымымен анықталады. Керамикалық материалдардың ... ... ... жағдайларда иондық немесе ковалентті байланыстардан тұратын кристалдарды береді. Керамикалық материалдарда еркін электрондар ... ... ... ... электрофизкалық қасиеттері анағұрлым жоғары болады. Аталған қасиеттерге сәйкес жиілікте ... ... ... массаларды мұқият дайындай және өңдей отырып, сондай - ақ, белгіленген жағдайларда күйдіре ... қол ... ... ... ... ε ... ... жасалған пластиналарды вакуумға алмастыру барысындағы конденсатордың қабаттарындағы зарядтардың қатынастары арқылы анықталады:
ε =C/CB , ... ... ... өзгерісі диэлектриктің поляризациясы құбылысының нәтижесінде орын алады. Поляризация дегеніміз - кристалл торының құрылымдық элементтерінің ... ... ... және т.б.) ... өрісінің әсерінен өзінің қалыпты күйінен ... ... ... ... ... ... нәтижесінде кристалл ішіндегі электростатикалық күштер бұзылып, қайта таралады. Поляризация механизмі поляризация процесіне қатысатын ... ... ... ... ... ... болуы мүмкін. Керамикалық материалдарда поляризацияның мынадай негізгі түрлері байқалады: электрондық, иондық, электрондық және ионды-релаксациялық, спонтанды. ... ... ... дәрежесі және оның поляризациялануы жалпы алғанда әрбір ... ... ... ... Диэлектрлік өтімділік шамасы керамиканың аталған түрінің поляризациялануын білдіреді. Электрондық поляризация электр өрісінің әсерінен теріс зарядталған электрон бұлтының ауырлық центрінің ... ... мен ... ... ... поляризация лезде өтеді және оның энергия шығынына қатысы жоқ. Электрондық поляризация ... ... тән ... ... ... - бұл ... ... ығысуы. Поляризацияның бұл түрі иондық кристалдардан тұратын керамикаға қатысты. Иондық поляризация да ... ... Егер ... ... ... қайтуына қандай да бір уақыт мезеті қажет болса, онда электрондық және иондық - релаксациялық поляризацияларды ажыратады. Электрондық-релаксациялық поляризацияға ие ... ... ... үлкен болады. Спонтанды поляризация электр өрісін бермес бұрын кристалдың жеке облыстарында (домендерде) ... ... ... ... ... ... ... қатысты бағытталған орнын білдіреді. Спонтанды поляризация энергияның айтарлықтай шашырауымен байланасты. Спонтанды поляризацияның ерекшелігі - диэлектрлік өтімділік ... ... ... ... ... ... және белгілі бір температура мәнінде максимум байқалады. ε шамасы бойынша керамикалық материалдар алуан түрлі болады. ... ... және ... ... ... ε ... маңайында болады. ε шамасының температуралық тәуелділігі диэлектрлік өтімділіктің температуралық коэффициентімен ТКε анықталады:
ТКε=d(Δε/ε)/dT. ... ... ... tgδ ... және ... ... ... таңдау барысында аса маңызды рөл атқарады. Диэлектрлік ... ... ... алып ... ... нәтижесінде шашырайтын қуат мына өрнектен анықталады:
P=U2ωC tgδ, ... U - ... ω - ... ... С - ... ... өрістің жиілігін арттырған кезде зарядтардың ығысуы фаза бойынша өрістен қалып қояды. Сондықтан негізгі ... ... мына ... ... ... εд - iεм, ... εд және εм - ... ... және ... ... ... Диэлектрлік шығындар бұрышы мына өрнектен шығады:
tgδ = εи/ εд. ... ... ... кері ... - ... ... қабылданған. Меншікті көлемдік кедергі ρ (Омּсм) сандық тұрғыдан қабырғасы 1см тең кубтың кедергісіне тең, бұл жердегі шарт - ток қос ... - ... ... ... ... деп қарастырамыз. Көп жағдайларда керамиканың электрөткізгіштігі иондық сипатқа ие болады. Кристалл торына енетін, сонымен қатар шыны тәрізді затта ... ... ... ... ... ... ... бір қозғалғыштығы болады. Кристалл ішілік байланыстар неғұрлым берік болған сайын қозғалғыштық та азая ... ... ... ... араларында және ақаулық аймақтарда орналасқан иондар, сонымен қатар қоспалар мен шыны тәрізді фазалардың иондары кристалл фазасының иондарына қарағанда едәуір ... ... Тек осы ... ғана ... ... ... көзі болып табылады. Егер керамикада шыны тәрізді фазаның болуы айтарлықтай көп болса, онда осы ... ... ... ... Ол үшін ... ... үлкен өлшемдерге және үлкен зарядтарға ие сілтілік-жерлік металдардың ... ... ... ... ... үшін электрөткізгіштіктің температураға тәуелділігі өте маңызды. Температура артқан сайын электрөткізгіштік те артады, өйткені, ... ... ... қозғалғыштығы артады.
ІІ. СУСПЕНЗИЯЛАРДЫҢ РЕОЛОГИЯСЫ. ФАЗАЛЫҚ АҒЫН ТЕОРИЯСЫ ЖӘНЕ ОНЫҢ ... ... ... ... ... және ... ... аллюминий суспензиясының реологиялық моделі
Суспензиялардың орныққан ламинарлық ағынының физика-химиялық механизмін бейнелейтін теория ұсынылған. Осы гипотезаға сай қосфазалық орталардың аққыштығы негізінен ... ... ... және мөлшерімен анықталады. Суспензиялардың тұтқырылығына арналған теңдеу есептеп табылған. Аталмыш теңдеу тәжірибелік мәліметтерден белгілі ... ... ... ... ... суспензия тұтқырлығының ондағы қатты фазаның мөлшеріне, оның дисперстілігіне, құрамы мен беттік активті заттар мөлшеріне тәуелділігі енеді. Суспензиялардың мынадай бірқатар ... ... ... ... бимодальді түйірөлшемді құрамы тұтқырлығының күрт кему эффектісі, БАЗ механикалыбелсенді сорбциялану эффектісі, , ... ... ... ... бөлшектердің суспензиялары үшін теңдеу Эйнштейн өрнегіне көшеді.
Суспензияларды ұнтақтармен қоса көптонналы материалдарға жатқызады. Олардың өнеркәсіптік өндірістегі және табиғи ... рөлі ... ... ... қосфазалы дисперсті жүйелердің реологиялық қасиеттері олардың технологиялық сипаттамаларын анықтайды. Сондықтан суспензиялардың релогиясына қатысты проблемаларға көптеген зерттеушілер баса ... ... ... ... дисперсті жүйелердің реологиясына қызығушылық бірқатар жағдайларда мұнай отынын алмастыратын сукөмірлі суспензияларды алудың және ... ... ... дами ... Суспензияларды дайындаудың, тасымалдау мен қолданудың өнеркәсіптік үнемділігі олардың құрамындағы қатты компоненттердің саны ... ... ... ... аз ... ... және статикалық, динамикалық орнықтылығы көп бола түскен сайын ұлғаюда. Дисперсті жүйелер реологиясының ғылыми негізделген үлгілерін жасауға ұмтылу ... ... мен ... ... ... ... реологиялық зерттеулердің құрамына міндетті түрде тұтқыр орта қозғалысқа келетін механикалық күштерді (ығысу кернеуі) өлшеулер енеді. Ығысу кернеуі мен жылдамдығының өлшенген ... ... ... ... ... ... - ... мен эмульсиялардың тұтқырлығы ығысу жылдамдығына тәуелді екендігі
белгілі, ... ... ... ... - ... ... ... Тұтқырлықты өлшеу әдісінің ресмилігі өнеркәсіптік қолдануға бағытталған суспензияларды дайындау технологиясы үшін айтарлықтай маңызды. Егер суспензияларды өлшеу мен өнеркәсіптік тасымалдау ... ... ... ... ... ... ... онда олардың реологиялық қасиеттерін технологиялық жетілдіру атарлықтай ... ... ... ... ... болмайды. Консистентті орталардың математикалық үлгілерді зерттеудің теориялық және тәжірибелік әдістері, олардың реологиялық қасиеттерінің математикалық үлгілерінің алуан түрлі нұсқалары баршылық [3]. Өте ... ... ... ... ... ... ... үлгісін Эйнштейн ұсынған. Суспензиялардың реологиясы жайындағы теориялық көзқарастарды жасау және талдау жұмыстарын ... ... [5], ал ... ... ... ... ... Урьев [3] жүргізген. Қазіргі уақытта қабылданған көзқарастарға сай консистентті орталардың реологиясын оларды ... ... ... ... ... ... нәтижесі ретінде қарастырады. Аталған әсер физика-химиялық факторларға немесе сыртқы күштердің әсеріне, ... ... ... ... ... және ... ... [4]. Осыған сай бөлшектерге адсорбцияланған дисперсті ортаны және онда ерітілген БАЗ-ды қарастырады. Олардың технологиялық тиімділігі жақсы ... ... ... ... ... сай ... ... үлгілер нақты жағдайларда тәжірибелік мәліметтерге сәйкес келеді. Алайда, бұл сәйкестік шартты болып табылады. Шындығында ... ... ... - ... пен контактілердің саны дисперсті ортаның физика-химиялық қасиеттері мен ... ... БАЗ ... ... ... ... жылдамдығы мен өзге де факторларға тәуелді болады. ... аса ... ... ... ... үлгінің тәжірибелік мәліметтерге үйлесімділігі жөнінде айтуға негіз болады. Ешқандай жұмыста суспензия бөлшектерінің ... ... де, ... ... саны да ... ... олар әрбір нақты үлгі үшін суспензияның реологиялық параметрлерін өлшеу арқылы кері санақ көмегімен ... ... Кері есеп - ... ... ... өлшенген немесе есептеп табылған бөлшектердің өзара әсерлесу күштері негізінде тұрғызу. Оның ішінде бөлшектердің коагуляциялық және өзге ... ... ... бүгінгі күнге дейін шешімін тапқан жоқ. Күмәнді ... ... ... ... ... ... ғана емес, сонымен қатар суспензиялардың тұтқырлығын есептеу үшін технологиялық
мақсаттарда теориямен дәл келмейтін эмпирикалық өрнектерді қолданудан да пайда болып отыр. ... ... ... нақты жағдайда өлшеу нәтижелеріне жақсы сәйкес келмейді. Бұл ... ... ... ... ... ... тәжірибелерге сәйкессіздігін және практикалық мақсаттарға жарамсыздығын білдіреді.
Бөлшектердің контактілі әсерлесу теориясына қарама-қайшы құбылыстардың бірі - ... ... ... ... ... эффектісі. Осындай суспензияның тұтқырлығы жұқа және ірі фракцияның нақты қатынасында, қатты фазасының мөлшері дәл ... ... ... ... ... негізіндегі суспензиялардың тұтқырлықтарынан анағұрлым аз болады. Суспензия тұтқырлығын кемітудің осы ... [6] ... ... ... ... Оны ... ерітінділерін, сырлаушы материалдар мен сукөмірлі суспензияларды дайындаудың өнеркәсіптік технологиясында кеңінен қолданады. Мұндай суспензиялардың тұтқырлығы өте үлкен. Нақты айтқанда олар - ... ... ... ... 3,5 Па*с ... ал ... - 4,5 Па*с (мұндай пасталардың тұтқырлығын өлшеу қиын). Осындай БАЗ-ды қоспай немесе механикалық күштің әсері ... ... ... ... тұтқырлығы 45-55 қатынасында 0,2 Па*с құрайды (1 сурет), яғни бұл әрбір бастапқы заттың тұтқырлығыган 20 есе кіші деген сөз. ... ... ... ... ... ... ешқайсысында бимодальді түйірөлшемді құрам құбылысын түсіндіру мүмкін емес. Ірі бөлшектердің қосынды көлемі, минералдық құрамы мен физика-химиялық ... ... ... ... ... ... контактілі өзара әсерлесуінің және олармен байланысқан дисперсті ортаның көлеміне артуына алып келеді. Алайда, фактілік тұрғыдан ол көп ... ... ... Тағы бір тәжірибелік факт, Бірдей концентрациялы бірқатар суспензиялардың тұтқырлығы тек қана бөлшектердің ... ... ... ... ... дәрежеде ұсақталған көмірлер өздерінің физика-химиялық сипаттамалары бойынша бір-бірінен ерекшеленген: күлділігі - 3,5-12,4%. ... ... ... ... өзге ... ... орын ...
Көптеген эмпирикалық және теориялық өрнектер талданған. Олардың арасында ... ... ... - ... өрнектерде суспензияның тиімді тұтқырлығы оны өлшеудің тәсілдері мен шарттарына қарамастан дисперсті ортаның тұтқырлығына тура пропорционал болады. Аталған
заңдылық тәжірибелік мәліметтермен ... ... ... ... ... суспензиялардың дисперсті ортаның тұтқырлығынан жүз және тіпті мың есе асып түсетіндігі қызық жағдай. Мысалы, су-спиртті ерітінділердің тұтқырлығы ондағы су мен ... ... ... сай ... ... ұшырайтындықтан олардың негізінде жасалған суспензиялардың тиімді тұтқырлығынан мың есе үлкен. Теориялық және эмпирикалық ... ... ... бірмәнді байланысатын өзге ешқандай параметр жоқ. Оларға технологиялық есептеулер жүргізуге арналған ... мен ... ... сонымен қатар Чонг, Христиансен мен Байер өрнектері жатады. Ұқсас өрнектерді суспензияларды зерттеуге арналған кез келген мақаладан ... ... [7]. ... ... ... суспензиядағы қатты фазаның көлемдік мөлшері мен оның құрамы ескерілген. Егер жоғары толтырылған суспензиялардың тұтқырлығы дисперсті ортаның тұтқырлығынан мың есе артық ... онда ... ... ... тұтқырлығын мүлде ескермеуге болады. Контактілі әсерлесулердің құрылымдық-реологиялық теорияларына сай ... ... ... ... ... тұтқырлығына қатысы жоқ контактілердің беріктілігі мен координациялық санымен анықталуы тиіс.
Ультра ... ... ... ... әсері бастапқы құрылымды бұзатын релаксициялық процестердің үдетілу эффектісімен сипатталады. Релаксациялық процестердің үдетілуі ішкі кернеуді төмендетеді, ... ... ... ... ... ... ... арасындағы байланыс- құрылымдық бұзылу процестерінің болуын тудыратын негізгі қозғаушы күш кавитация ұрықтарының болуына тиімді орта болып ... ... ... ... ... ... ... Газ көпіршектерінің пайда болуына бериллий оксиді ұнтағының бетіндегі қатты бөлшектердің рельефтілігі, формаларының әр түрлілігі және ... ... әсер ... ... ... ... дыбыспен өңдеген кезде туатын кавитацияның әсерінен сұйық ортада ... ван- дер- ... ... ... тиксотропты сипаттамасы бар термопласт шликердің коагуляциялық құрылымының бұзылуын іске ... ... ... пайда болғанда кавитациялық көпіршіктердің жарылуы жүреді.
Ультра дыбыс әсерінен туындайтын құрылымдық ... ... ... ... ... ... ... өңдеу аяқталғаннан кейін біраз уақыттан соң құрылымды- механикалық шамалардың параметрлері бастапқы мәнге жуық мәнге дейін қалпына келеді. Ультра ... ... ... ... отырған жүйеде өзгерістер көп болған сайын оның қасиеттері баяу қалпына келе бастайды. Құрылым ... ... ... ... ... ағын ... ... жылдамдығы () 1/с болатын тиксотропты ағын сипаттамасы бар ... ... ... ... ... пластикалық сұйықтықтарына жатқызуға болады.
Дисперсті жүйенің ығысу кернеуі мен ығысу жылдамдығы арасындағы өзара байланысты сипаттау үшін ... ... ... ... ... ... Шведов Бингам моделін аламыз:
(18)
Мұңдағы , ығысу кернеуі, ... ... ... ... ... ... масса қозғалысының бағытына перпендикуляр жылдамдық градиенті, пластикалық тұтқырлықтың коэффициенті.
ығысу жылдамдығы ығысу кернеуіне пропорционал,яғни ... және ... ... ... ... теңдеу мына түрде жазылады: ,
Мұңдағы функция,
егер : , ... : . ... ості ... ағыны
және шамалары өзара қатты өзшеленеді қалыпты және аз мәндері кезінде. Егер ... ... ... емес мәнi ... ... жағдайында пластикалық тұтқырлық .
Осы модельдің негізін шамасы жағынан аспайтын кез келген кернеуге кедергі бола алатын дисперсті жүйенің ... ... ... Осы ... асу ... ... және лезде қайтымды бұзылуын тудырады. Содан кейін жүйе ығысу кернеуі ... ... ... ... ... ... ... жүйедегі ығысу кернеуі τо кем болған сайын құрылым ... ... келе ... ... пластикалық жүйелердің ығысу ағысы шектік кернеуі аққыштықтың шегінен төмен болатын ағыстың жерінде аймақтардың қалыптасуымен сипатталады.
Осы модельді қолдану кезінде ... ... ... ... ығысу жылдамдығы аз облысында τо аққыштықты анықтау кезінде қиындық туындайды. τо теориялық мәні ағыстың түзу ... ... τ ... ... ... ... қарастырылады (3 сурет).
- ығысу жылдамдығы, τ - ... ... τ0 - ... ... 3 - аллюминий оксиді суспензиясының қисық ағысы
Ығысу кернеуі ... жүйе үшін ... ... ... (сурет 4) .
Ось маңы облысында аққыштық шегінен τо аз ығысу ... ... (17) ... үшін ... ... ... ... көрсетіге болады:
(21)
Сурет 4 - Шведова-Бингам ... ... ... ... реологиялық параметрлері ЖШС керамикалық өнімдерін өндіру кезінде зерттелетін температура диапазонында эксперименталды жолмен анықталды. Ю.Е. Пивинского, Е.А. Дороганова эксперименталды ... ... ... ... (17) ... биноминал реологиялық теңдеудің көмегімен ығысу жылдамдығы градиентінің кең диапазонында жоғары дәлдіктегі әр ... ... ... ... аппросимирлеуге болады.5- суретте логарифмдік координатада жоғары концентрациялы тұтқыр жүйелер негізіндегі құрамы ... ... ... ... келтірілген.
Қисық ағыстар олардың бейсызықтылығы ағыстың тиксотроптылық сипатына байланысты және олар ығысу жылдамдығының зерттелген диапазонында сызықтық теңдеумен сипатталынбайды. Бұл жағдайда ... ... ... ... Бингам моделін қолдансақ көп қателіктер туындайды. Зерттелетін жүйе тиксотропты ... бар ... ... шликерінің құрылымды-деформациялық тәртібін сипаттайды.
Сурет 5 - Құрғақ затты мас.% в ... ... ... ... ... ... ЖКТЖ аралас қисық ағысы:
1 - 0; 2 - 3; 3 - 10; 4 - ... ... ... ... ұзақ уақыт бойы дисперсті фазасы коагуляциялық каркас құрылымдарды құрайтын барлық тұтқыр пластикалық жүйелер үшін Балкли- Гершель моделі деп ... ... үш ... ... ... ... ... заң мен сызықты Шведов- Бингам моделінің жалпыланған түрі болып ... ... ... ... моделінің (17)теңдеуіне келеміз; болғанда Оствальд- Рейнердің дәрежелік реологиялық теңдеуіне ... ... ... ... ... ... аз қозғалған сайын соғұрлым үлкен ); ағыу индексі, материалдың ньютондық емес тәртібін сипаттайды. n ... ... ... ... ағыстың бейсызық қисығы анық байқала бастайды. Егер температураға тәуелділігі байқалса, онда ... ... n аз ... ... (22) ... келесі түрде жазуға болады:
(24)
Мұндағы тұтқыр құраушысы, ол дисперсті ортаның орын ауыстыруы тудырған кедергі болып табылады; квазиньютондық тұтқырлық, ол бір ості ... ... ... келесі қатынаспен беріле алады
(25)
болғанда тұтқырлық ньютондық болады. тұтқырлық шамасы ығысу ыжлдамдығы артқын сайын кемиді, сәйкесінше жүйкнің аққыштығы артады ... ... Егер ... онда тұтқырлық артқан сайын артады (диланттық ағыс). (21) теңдеудегі реологиялық параметрлерін анықтау әдістерін ... ... ... ... ... шегін анықтау үшін қосымша ығысу жылдамдығының секіріс түріндегі ұлғаюымен байланысты параметрін қажет. Дисперсті жүйенің ығысулық бұзылуынан кейінгі аққыштық ... ... ... кернеуі кемігенде жоғары жылдамдықта қайта қалпына келетін каркасты құрылымның арқасындла анық физикалық мағынаға ие. анықтағаннан кейін және ... ... ... ... А.Б.Метцнер мен Д.К.Рид (23) дәрежелік тәуелділікті түсіндіру үшін консистентті айнымалылар мен арасындағы өзара байланысын ұсынды. Егер оны ... ... онда ... ... болады, мұндағы пен (1.15)- тегі мен ... ... ... мәндерінен мәндеріне ауысуға болады.
Алынған мәндер координаттары мен ... ... ... ... ... (6 сурет).
Сурет 6 - Оствальдтың дәрежелік заңы үшін және параметрлерін анықтау
Мына ... ие ең кіші ... ... ... ... өрнегін табуға болады
(26)
Консистенция көрсеткішін мына формула арқылы ... ... ... болғанда түзу сызықтың кесіндісі. кесіндісінің А индексі осіне алынған тұзу ... иілу ... ... ... ... (6 ... кез келген екі нүктесін қолдану арқылы келесі шаманы табамыз
(28)
Логарифмдік кооринаталарда функциясы кең диапазонда сызықты тәуелділікті көрсетеді, ... ... ... қатты фазасының жоғары үлесіне байланысты қисық түзулер тік ... ... ... ... ... мәнінен аллюминий оксидінің суспензиясы үшін ағыстың индексі анықталады (7 сурет).
Сурет 7 - аллюминий оксиді суспензия үшін ... ... ... ... ... ... ... көлемдік концентрациясына тәуелділігі әр түрлі температура үшінбайланысты жүйенің консистенциясы біркелкі өзгермейтінін көрсетті.
Сурет 8 - Әр түрлі температура ... ... фаза ... ... ... тәуелділігі
Дәрежелік формуланың қолданатын эксперименталды мәліметтерін талдау және тұтқыр пластикалық ортаның ... ... ... ... ... және температураға байланысты дисперсті жүйенің тәртібінің сипаттамасы күрт өзгереді. ... ағын ... ... шама ... табылады. Осының негізінде келесідей тұжырым жасауға болады: ньютондық ағыстын ... ... ағын ... ... ... градиент функциясы болып табылады. Осылайша ағынның толық емес қисығын сипаттайтын теңдеу алуға болады:
(29)
мұңдағы .
Ю.Е. Пивинский ға ... ... ... ... теңдеу (24) арқылы ұсынды:
(30)
Дисперсті жүйе үшін толық емес қисық ағының Оствалдьтің түрлендірген теңдеуі арқылы сипаттауға болады:
(31)
(24) теңдеуі турлендірген ... - (32) ... , ал ... ... шамасы ығысу жылдамдығының минимал градиентінің кернеуіне сәйкес келеді. Мәні ығысу жылдамдығының градиентіне сәйкес ... бұл ... ... ... ... ... сәйкес келетін иілуі байқалады, және оның мәні жүйенің ағысын сипаттауда маңызды роль атқарады. ығысу жылдамдығының минимал градиентінің шамасына дейін ... ағыс ... ... ... ... жағдайда зерттеліп отырған дисперсті жүйе үшін
Дәреже көрсеткіші тұтқырлықтың аномалиясын ... және ... (31) ... ... ... келтіріледі:
.
Егер және болса, онда (32) теңдеуі Шведов- Бингам ... ... ... ... ... ... оның ... математикалық дәлдікте тиксотропты жүйелердің ағысын сипаттай алады, сонымен қатар бар модельдерге қарағанда ... ... және ... тиксотропты жүйелердің ағысын сипаттауға мүмкіндік береді.
Төменде эксперименталды мәліметтерді өңдеудің гарфиктері (9 сурет) (31) ... ... ... ... ... ... жүйелердің (ЖКТЖ) қатты фазасының көлемдік үлесіне тәуелділігі ... ... және ... ... ... ... ие. ұлғаюы (9а сурет) минимал кезінде кернеудің өсуіне, ал коэффициентінің ұлғаюы минимал тұтқырлықтың азаюына ... ... ... ... ... ЖКТЖ ... ... тиксотропты - диланттыдан дилантты ағысқа дейін (9в сурет) өзегуімен сипатталады.
Дәреже көрсеткіші 0,60- тен 0,74 ... ... ... (9 г ... ... заң бойынша өзгереді:
Мысал ретінде келтірілген эксперименттік және есептелген мәндер негізіндегі графиктер (31) теңдеу ... ... ... ... барлық кездесетін ағыстарының типтерін өте жоғары дәлдікте анықтауға мүмкіндік беретінін растайды.
Сурет 9 - ЖКТЖ моделінің өзерісі (22)т ... ... ... ... ... ... ... Теориялық негізі
Тұтқыр орталардың ығысу күші әсерінен ағысты мынадай түрде қарастыру керек: сұйық қос пластина арасында ағады, олардың бірі ... ... ... ... ... ... ... суспензиялардың орныққан ағыстарының жылдамдық эпюрлері бірфазалы сұйық үшін бірдей деп есептеледі. Тұтқырлықты кернеудің ... ... ... қатынасы - ығысу жылдамдығының пластиналар ... ... ... ... саңылау шамасына қатынасы ретінде өлшейді. Суспензиялардың реологиясын тұрғызудың осы әдісін макрореология деп атайды: суспензияларды біртекті сұйық деп ... оның ... ... бөлшектердің өзара және ортамен әсерлесуін және сыртқы әсерлерді анықтайды. Алайда, суспензиялардың қосфазалы кеңістіктік біртексіз жүйелер екендігін ... ... ... ... онда уақыттың әрбір таңдап алынған мезетінде еркімізше таңдап алынған ... ... ... эпюрін түзу емес, сынық сызық ретінде бейнелеген жөн. Бөлшектер (немесе бөлшек агрегаттары) дисперсті ортаның ағынында оларды орай ағатын ағындар үшін ... ... ... ... ... аз суспензиялардың тұтқырлық теориясында Эйнштейн бөлшектерді дисперсті ортаның қосымшалары ... ал ... ... олар ... ... ... қарастырған. Егер жоғары толтырылған суспензияларды осы көзқарас тұрғысынан қарастыратын болсақ, яғни суспензиялардың тұтқырлығы дисперсті ... ... ... ал қатты фазаның бөлшектері оған қозулар енгізеді деп қабылдасақ, онда ... ... ... ... ... ... толығымен ойға сиымды болатыны анық. Бұл тұжырым суспензияның макрореологиясынан фазалық реологиялық ауысуды білдіреді. Фазалық реология - суспензияны қосфазалы ... ... ... осы ... ... орта ... ... қасиеттерін, ал дисперсті фаза дисперсті ортаның күйін ... Осы ... ... ... ... жылдамдықтар градиенті бөлшектердегі және олардың арасындағы жылдамдықтар градиентінің ... ... ... ... (суспензияның тасымалдануы барысында деформацияланбайды) болғандықтан олардың қимасы бойымен жылдамдық градиенті осындай градиенттердің қосындысы сияқты нөлге тең. ... ... ... ... ... ... градиенті ығысу пластиналарының жыламдықтарының өлшенетін айырымының бөлшектер арасындағы дисперсті ортаның қабаттарының қосынды қалыңдығының қатынасына тең. Осы ... ... ... ... мен олардың қабаттары арасындағы суспензия ағыны градиентінің қандай да бір уақыт мезетінде және қандай да бір қимадағы таралуының ... ... ... ... қарастыруда суспензия тұтқырлығын өлшеудің әдісі дисперсті ортаның тұтқырлығын өлшеуге ... ... ... ... ... ... ... дисперсті ортаның қабаттарының қосынды қалыңдығына тең болуы ... ... ... ... сай, суспензияның тұтқырлығын анықтайтын бөлшектердің өзара әсерлесуі, олардың агрегаттық құрылымдарының түзілуі және ... ... ... дәрежесі және қатты фазаның дисперстілігі, БАЗ әсері сияқты бірқатар факторлар еркін сұйықтың қабаттарына тікелей әсер етеді, ал олар ... ... әсер ... ... ... ортаның градиенттік ағынының орташа жылдамдығымен қозғалатын бөлшектер ағын қозғалысының перпендикуляр бағыттағы жылдамдықтарының айырымының әсерінен айнала бастайды. Қою суспензияларда бөлшектер ... ... ... ... бұл ... ... ... әсер етеді. Айналып тұрған бөлшектер олардың бетіне жанасып жатқан дисперсті ортаны да қоса қозғалысқа келтіреді.
II.3. Жылу ... жылу ... ... ... ... ... жылу ... (ЖҚ) - байланыс, теле-, радиохабарлау серіктері сияқты ғарыш аппараттарының жылулық режимін қамтамасыз етудің болашағы зор ... ... ... ... ... жылу ... интенсивтілігі бойынша ЖҚ сипаттамаларын болжау тәжірибелік мәліметтерді жалпыландырудың негізінде жүзеге асырылып келеді [8]. Бірақ, ... ... ... база толық болмайды және осы себепті ЖҚ параметрлерін жылу құбырларының жұмыс істеу жағдайларының өзгерісінің кең ауқымы үшін ... ... ... ... ... ... ЖҚ-дағы жылу масса тасымалының заңдылықтарын тәжірибелік зерттеуге бағытталған көптеген мақалалар жарық көрген, мысалы.
Ертеректе қалыптасқан осы ... ... ... ... ... ... ... жүзеге асырылмаған.
Аталмыш зерттеудің басты мақсаты - ... ... ... үшін жылу ... ... ... бойынша жергілікті жылу бөлінуді ескергендегі төменгі температуралы жылу құбырларындағы жылу масса тасымалын ... ... ... цилиндр ішіндегі температура өрісі жөніндегі есеп қарастырылады. Оның ішкі беті арқылы беттік керілу күштерінің әсерінен сұйық хладагент ... ... ... цилиндрдің сыртқы шекарасындағы бөлімшеде берілген интенсивтілікте жылу ағыны әсер етеді. ... жылу ... ... ... ... өзге жылу көзінен бөлінетін жылуға негізделген. Жылу бөліну бөлімшесіне жанасып жатқан хладагент аймағында температура хладагенттің булануына ... ... ... Осы ... ... хладагенттің буға айналуының фазалық ауысуына жұмсалатын жылу жұтылады. Булану өнімдері фазалық ауысу бетінен ... ... ... қарай қозғалады. Нәтижесінде құбырдың жылумен қамтылған шекарасына жанасып жатқан аймақта бу қысымы артады. Z бойлық координата бойымен бу ... ... орын ... Осы ... ... әсерінен хладагент булары жоғары қысым аймағынан төменгі қысым аймағына ... ... ... ... ... ... температуралар аймағында хладагент булары конденсацияланады. Осы кезде оған қоса жылу да ... ... ... нәтижесінде түзілетін конденсат шекаралары процестің термодинамикалық параметрлерімен анықталатын құбыр бөлімшесімен ағады. Булану жүретін аймақты жылу ... ... ... деп ... ал ... жүретін аймақты конденсатор деп атайды. Сұйық хладагент конденсатор ... ... ... ішкі бетін жауып тұратын капиллярлық құрылымды толтырады. Беттік ... ... ... ... ... ... ... конденсация аймағынан булану аймағына қарай қозғалады. Осындай циркуляциялық ... ... ... ... ... ... ... салыстырмалы төменгі температуралар аймағына қарай беріледі.
Есепті мынадай шарттарда қарастырылады: шеңберлік координата бойымен сыртқы ағын ... ... ... Есеп ось ... ... шешіледі. Фитиль дегеніміз - хладагент қабаты. Конденсаттың қозғалысы Дарси заңымен бейнеленеді. Будың ... ... ... үшін Прандтль үлгісінің төңірегінде бейнеленеді. Жылу масса тасымалы ... ... ... ... тұтқырлық) температураға тәуелді емес. Сыртқы беті ... ... ... тек мына ... ... ... кірмейді: жылу көзі, сәулеленудің әсерінен жылу беру аймағы будың қозғалысы шекаралық ... үшін ... ... төңірегінде бейнеленеді; сәулеленудің әсерінен жылу беру аймағы; фазалар шекарасында, сонымен қатар шекарасында контактілер идеал деп ... ... өсі жылу ... ... ... ... ... цилиндрлік координата жүйесіндеі жылу масса тасымалы процестерін бейнелейтін теңдеулер жүйесіне хладагенттің сұйық және бу ... үшін ... ... пен ... ... ... ... қатар жылу құбырының корпусы үшін жылуөткізгіштік теңдеуі енеді. Гидродинамикалық және жылулық ... ... бу ... үшін ... шекаралық қабат моделінің шегінде шешілді.
Массалық жылдамдықты мына өрнектен есептеп тапқан [8]: ... ... орай ағу үшін ... ... есептеріне қарағанда каналдардағы қозғалыс барысында берілген шама ретінде қысым ... ... қима ... ... шығыны алынады. Қысым шешімді табу барысында анықталады. ... шешу ... ... Есепті шешу үшін шекті айырымдар әдісі қолданылды [9]. Бірөлшемді теңдеулерді шешу үшін ... ... мен ... емес төрт ... ... сызба қолданылды. Итерациялық әдіс былайша құрылды. Бірінші ... ... ... ... коэффициенттерін алу кезінде бойлық Umn+12 және Vmn+12 көлденең ... ... ... ... мәндерге тең деп қабылданды: Umn және Vmn. Содан соң кері ... ... Umn+1 ... ... ... ... Бірінші итерация Vmn+12 мәнін табу арқылы аяқталды. Екінші және одан ... ... ... ... коэффициенттерін алу арқылы басталған. Оларды табу барысында алдыңғы итерацияда алынған ... Vmn+12 ... ... ... ... ... ... болған соң Umn+1 шамаларының жаңа Umn+1 мәндері есептелінеді. U модулінің максимумы берілген және ... ... да ... ... ∆U*=max∆um, ... шама U үшін ... ... ... ... мәні ∆u* ең аз ε* оң ... жеткенде аяқталды. Қаныққан булардың қысымдары Ридель-Планк-Миллер әдісімен табылған [9].
Энергия балансының дифференциалдық теңдеулерінің айырымдық аналогтары әдісімен және орнығу ... ... ... ... қадамда Z осі бойымен жылу тасымалы, ал ... ... ... r бойындағы жылу тасымалы есептелген, осы бірмезгілде айырымдық теңдеулер қолданылған.
III ЕСЕПТЕУ ЭКСПЕРИМЕНТ НӘТИЖЕЛЕРІ
III.1. ... ... ... ... ... құраушыларының таралуы
Сандық есептеулер жүргізу барысында алюминий суспензисы мен жұмысшы сұйықтан ... ... ... үшін ... ... ... ... және бу фазалары үшін).
Бу фазасындағы компонеттер жылдамдығы көлбеу және ... ... ... 10 және 11- ... көрсетілген. Жылдамдықтың радиал құраушысының максимумы орталар ажырайтын бетке (сұйық-бу) жақын маңайда орналасқан. Бұл қос ... ... ... ... ... ... осіне жақындағанда радиальді компонент жылдамдығы нөлге дейін төмендейді.
Сурет 10 - ... ... ... ... ... компонентасының есебі және тәжірибелік мәліметтері келтірілген,шешімге сәйкес алынған шарттарға тиісті.Суретте көрсетілгендей тәжірибе мәліметтері есеппен сәйкес келеді.Vжылдамдықтын мағынасы теориялық және ... ... 35% ... 11 - ... ... ... ... фазасының z координатасы бойынша таралуы,көлбеуінің құрайтың жылдамдық 12-суретте көрсетілген.
Сурет 12 - Сұйық фазада көлбеу жылдамдық ... ... ... ... ағысы кезінде алюминий суспензиясының тығыздығы мен қысымының өзгеруі
13,14 суретте тығыздықтың таралуы және будың ... ... ... қысым конденсация аймағында ғана төмендейді,содан кейін кішкентай қысым өседі,құбырдың ... ... ... ... ... ... аймағында будың тығыздығы аздап көтеріледі. Бу қысымының таралуының тұрақты шартта тәжірибелік мәліметтерді ... ... ... ... ... ... ... есеп тәуілділігінен ауытқуы көп емес 30%.
Сурет 13 - Жылу құбырының бойымен тығыздықтың таралу
Сурет 14 - Жылу ... ... ... өзгерісі
Z артқан сайын массалық булану жылдамдығының кемуі құбыр бойымен қысым мен температураның ... ... ... ... ... конденсация аймағында қысым артқанда және температура төмендегенде ... ... ... ... ... суретте булану аймағы кезіндегі температураның таралуы және q=100 60 ... жылу ... ... ... жылу ... конденсациялауы көрсетілген. Суреттен көрініп тұрғанындай, температураның градиенттері өлшемдері бойынша кіші облыстарда, орталардың ара-жігі ажыратылатын шекараларда пайда болады (құбыр корпусы - ... ... - бу ... Бұл ... ауысулар барысындағы жылудың жұтылуымен (бөлінуімен), сонымен қатар осы ... ... ... барысындағы ортаның жылуфизикалық параметрлерімен түсіндіріледі:
Сурет 15-Жылу құбырының ... ... ... ... ... 100 Вт/(мК) жылу ағынының тығыздығы,
2- 60 Вт/(мК) жылу ағынының тығыздығы.
16-ші суретте жылу ... ... q=100 және 60 ... ... жылу ... ... бу ... таралуы келтірілген.
Сурет 16 - Жылу құбырының ... бу ... ... жылу ... ... q=100 және 60 Вт/(м2К) ... жылу ... ... бу температурасының таралуы келтірілген. Суреттен көрініп тұрғанындай, құбыр бойымен температура айырымы 2К аспайды.
17-сурет Жылу құбыры бойымен будың темературасының таралуы
1- 100 ... жылу ... ... 60 ... жылу ... ... суретте сұйық фаза және жылу құбыры корпусы ... жылу ... ... ... ... ... мәлiметтерi бар процесстiң сандық шешімінің нәтижелерiнiң салыстыруы сандық есептеу тәжiрибелермен ... ... ... ... ... фаза үшін жылу ... бойымен температураның таралуы
1- 100 Вт/(мК) жылу ағынының тығыздығы,
2- 60 Вт/(мК) жылу ағынының тығыздығы.
19-сурет Жылу құбыраның корпусы ... ... ... 100 ... жылу ... ... 60 ... жылу ағынының тығыздығы
Қорытындысында аталған жұмыста берілген төменгі температуралы жылу құбырларындағы жылу - масса тасымалының математикалық үлгісі келтірілді. ... үлгі өте ... ... және жылу құбырларының қатты (корпус), сұйық жән бу ... жылу - ... ... ... процестерінің кешенін ескереді. Келтірілген математикалық үлгіні жүзеге асыру үшін эмпирикалық тұрақтылар жеткілікті, олар әдеттегі лабораториялық жағдайларда анықталады (мысалы, сұйық хладагенттің ... және ... ... ... ... ... көмегімен есептеп табылады (бу фазасының жылуфизикалық сипаттамалары). Берілген математикалық үлгі базасындағы сандық талдау зерттелініп отырған жылу ... ... ... ... жүргізуді талап етпейді.
ҚОРЫТЫНДЫ
Тығыздығы көбірек ағынды қыздыру кезінде қорытпа қабатының қалыңдығы қыздырудың аяқталуына қарай дәл сол уақыт мезетінде көп ... және ... үшін ... ... ... ... ... ұзындықтары үшін орындалды. R-дің ұлғаюы қыздырушы сәулеленудің өшуінен кейін бірден емес, қатаюдың басталуына дейін біраз уақыт ... ... Бұл Al2O3 ... ... ... ... ... өсетінін дәлелдейді.
Осы жұмыста алынған нәтижелер алюминий оксидті кремний үшін, және ... ақ ... да қиын ... жартылай мөлдір оксидтер үшін жартылай мөлдірлік аймақта интенсивтік беттік қыздыру кезінде алынған шағылдырғыштың және сәулелік сипаттамалар, беттік ... ... ... бір ... жатқызуға болатын заттың физикалық қасиеті болып табылмайды, өз кезегінде жылулық ағын тығыздығымен және қыздыру ... ... ... алды қабаттағы температуралық өрістен тәуелді. Алюминий оксидті ... ... ... шағылдырғыштың пайда болуы, оның қалыңдығының және температурасының артуы тигізеді. Белгілі бір шамада қорытпаның жұтылу коэффициентінің секіріс ... өсуі ... ... коэффициентінің секірісі шағылдырғыштың қабілеттіліктің өлшенетін эффективтік температурадан тәуелділіктерінде тек қана изломға ғана ... ... ақ ... әр ... ... жылдам қыздыру кезінде бұл изломның эффективтік температуралардың біраз өзгерісіне де әкеліп соғады. Бұл ... ... ... мәні ... ... ... да асып кете ... Осы уақытқа дейін Al2O3 қорытпасының құрылымдық кинетикасы практика жүзінде зерттелмеген және бұл ... ары ... ... ... ... айта кету ...
Осы жұмыста алынған нәтижелер алюминий оксиді суспензиясын ... ... ... ... ... процестері қарастырылған. Шекаралық қабат үлгісінің төңірегінде бу ... ... және ... ... және Дарси үлгісіне сай хладагенттің сұйық фазасындағы гидродинамикалық процестерді сипаттайтын төменгі ... жылу ... жылу ... ... үлгісі құрастырылды. ... шешу ... ... гидродинамикалық және термодинамикалық параметрлердің таралуы жалпы белгілі тәжірибелік мәліметтерге [1, 2, 4] және теориялық зерттеулер нәтижелеріне жақсы сәйкес келеді. Алынған ... ... ... жылу ... ... мен қуатын талдау кезінде қолданылуы мүмкін.
Қолданылған әдебиеттер тізім
* Крупа А.А.,Городов В.С. ... ... ... ... ... ... ... сплошых сред
* Семченко Г.Д. Конструкционная керамика и огнеупоры. - Харьков: Штрих, 2000, - 304 с.
* ... В.П., ... С.А. ... ... ... шликеров//Стекло и керамика. -1986. -№4.
* Фройштетер Г.Б., Смородинский Э.Л., Радионова Н.В. Течение и теплообмен неньютоновских жидкостей в трубах.Киев:Наукова думка,1990.
* ... В.Я. ... в ... ... - М.: Наука, 1993. - 112 с.
* Смольский Б.М., Шульман З.П., Гориславец В.М., Реодинамика и ... ... ... ... - Минск: Наука и техника, 1970.
* Пасконов В.М., Полежаев В.И., Чудов Л.А. Численное моделирование процессов ... - и ... ... ... ... ... А.А. Введению в теорию разностных схем, Москва, Наука, 1987

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Көлемі: 30 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 700 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Алюминий жіктелуі6 бет
"Тілдің жүйелік, құрылымдық, таңбалық сипаттары"6 бет
Cu, Pb, Ni, Cr ауыр металдарының күріш алқаптарындағы топырақтардағы сандық және сапалық құбылымдары (Қызылорда облысы, Шиелі ауданының мысалында)30 бет
Fast Ethernet стандартындағы жоғары жылдамдықты жергілікті есептеуіш желісін жобалау64 бет
Gigabit Ethernet жоғары жылдамдықты технологиясы24 бет
SQL құрылымдық сұранымдар тілі32 бет
Turbo Pascal - жоғары деңгейлі программалау жүйесі22 бет
«Жоғары мектепте тәрбие жұмыстарын ұйымдастыру бағыттары мен тәрбие жұмыстарын жоспарлау13 бет
«Сандық талшықты оптикалық беру жүйелері» пәні бойынша тест сұрақтар17 бет
«ш. бейсенованың «сүзгенің соңғы күндері» хикаятындағы лиризм мен психологизм. а.кемелбайдың "қоңыр қаз" шығармасын талдау. е.раушановтың « ғайша - бибі»поэмасының құрылымдық ерекшелігі. е.раушановтың «аспанға көшіп кеткен ел» поэмасының сипаты. е.раушановтың «қызық емес оқиға» атты поэмасының діни- мифологиялық сюжеті. ақын н.айтұлының «тоғыз тарау» поэмалар кітабына қысқаша талдау»21 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь