- •Міністерство освіти і науки України
- •1. Властивості порошків
- •1.1. Хімічні властивості
- •1.2. Фізичні властивості
- •Методи визначення розміру частинок
- •1.3. Технологічні властивості
- •2. Механічні методи отримання порошків
- •2.1. Загальні положення
- •2.2. Характеристика обладнання для подрібнення
- •Він пропонує у цьому виразі замінити поточні напруги на межу міцностіматеріалу, що дозволить визначити роботу, яка виконується під час подрібнення матеріалу об’ємомза один цикл. Ця робота дорівнює:
- •Витрати роботи залежно від етапу руйнування
- •2.4. Вплив рідин та пар на процес подрібнення матеріалів
- •3. Отримання порошків розпиленням розплавів
- •3.1. Загальні положення
- •Математично залежності можна описати емпіричним рівнянням
- •Значення критеріїв Re та Lp для різних умов розпилення
- •3.2. Вплив різних факторів на процес розпилення розплавів газами
- •Гранулометричний склад порошку заліза, одержаного розпиленнямрозплавів сплавів заліза
- •Поверхневий натяг розплавів заліза з киснем, азотом, сіркою та фосфором
- •Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією можна визначити за виразом
- •Теплофізичні властивості газів
- •3.3. Розпилення рідиною
- •Значення коефіцієнта тепловіддачі для умов розпилення розплавів водою
- •3.4. Формування складу і структури порошків під час розпилення розплавів
- •3.5. Технологічні особливості отримання порошків розпиленням
- •Режими одержання порошків розпиленням
- •4. Отримання порошків металів і сплавів відновленням з оксидів та інших сполук
- •4.1. Основи термодинаміки відновлювальних процесів
- •4.2. Механізм і кінетика відновлювальних процесів.
- •4.3. Закономірності отримання порошків металів їх
- •4.4.1. Отримання металів відновленням
- •Оксиди відновлюють відповідно до принципу послідовності
- •4.4.2. Магнієтермічне відновлення солей металів
- •4.4.3. Натрієтермічне відновлення солей металів
- •4.5. Отримання порошків сплавів
- •4.5.1. Сумісне відновлення оксидів металів воднем
- •Константи рівноваги
- •4.5.2. Сумісне відновлення сумішів оксидів і металевих порошків
- •4.5.3. Метод термодифузійного насичення з точкових джерел
- •1100 С (протягом 6 год) від їх умісту у вихідній шихті:
- •4.6. Технологічні основи отримання порошків металів та сплавів
- •Відновлення
- •5.1.2. Вплив різноманітних чинників на властивості порошків металів під час їх отримання електролізом водних
- •5.1.3. Особливості отримання порошків сплавів
- •5.1.4. Технологічні основи отримання порошків металів електролізом водних розчинів їх солей
- •11 _ Діафрагма
- •5.2. Електроліз розплавлених середовищ
- •5.2.1. Технологічні основи отримання порошків металів електролізом розплавлених середовищ
- •5.3. Автоклавний метод отримання порошків
- •5.4. Отримання порошків цементацією
- •5.5. Отримання порошків міжкристалевою корозією
- •6. Газові методи отримання порошків
- •6.1. Дисоціація карбонілів
- •7. Отримання порошків безкисневих тугоплавких сполук
- •7.1. Властивості та застосування безкисневих
- •Властивості тугоплавких сполук
- •7.2. Отримання порошків карбідів
- •Фази кінцевого продукту
- •Склад карбідів, одержаних методом свс
- •Характеристики карбіду титану отриманогометодомСвс
- •Умови осадження карбідів з газової фази
- •7.3. Отримання порошків нітридів
- •Умови отримання і склад нітридів, одержаних азотизацією металів
- •Умови осадження нітридів з газової фази
- •7.4. Отримання порошків боридів
- •7.5. Отримання порошків силіцидів
- •Температурні режими отримання силіцидів осадженням з газової фази
- •7.6. Отримання порошків неметалевих тугоплавких сполук
- •Газоподібний утворюваний силіцій, взаємодіючи з вуглецем, утворює силіцію
- •7.7. Отримання порошків литих тугоплавких сполук
- •Вихідні матеріали
- •Хімічний склад плавлених карбідів титана
- •Властивості плавлених карбідів
- •8. Отримання волокон та вусів
- •8.2. Методи отримання волоконта вусів
3.3. Розпилення рідиною
Процес розпилення рідиною відрізняється від процесу розпилення газом передусім високою густиною енергоносія, за який найчастіше використовують воду, гас, емульсії на основі води. Емульсія інтенсивно охолоджує краплі розплаву і зумовлює випаровування рідини в зоні безпосереднього її контакту з розплавом. Парова оболонка навколо краплі розплаву може змінювати теплофізичні характеристики у системі вода–розплав, різко знижувати тепловіддачу від краплі до рідини за наявності суцільної парової плівки навколо частинки. Якщо ж оболонка зруйнована і забезпечується контакт розплаву з рідиною, охолодження якої значно прискорюється. Отже, використовуючи особливості процесу розпилення розплавів рідиною та змінюючи властивості розплавів і параметри процесу можна отримувати порошки різних металів і сплавів з широким діапазоном технологічних властивостей.
Як і в разі розпилення газами, на властивості порошків, отримуваних розпиленням розплавів рідиною, чинять вплив властивості розплавів – в’язкість і поверхневий натяг.
Важливе значення має критична швидкість енергоносія, за якої починається інтенсивне диспергування розплаву:
.
Коефіцієнт корисної дії розпилення рідиною дещо вищий, від ККД розпилення газами. Його визначають за виразом
,
де Qм ,Qр – витрати відповідно розплаву і рідини; ,– тиск витікання відповідно розплаву і рідини.
Визначальний вплив на значення ККД має співвідношення витрат розплаву і рідкого енергоносія, і меншою мірою, співвідношення тисків витікання. При цьому енергозатрати на власне диспергування розплавів рідиною вищі, ніж у разі розпилення газами, що зумовлено вищою густиною води.
Розпилення рідиною надає частинкам округлої чи відламкової форми з різним ступенем сфероїдизації. У загальному випадку, як і в разі розпилення газами, кінцеву форму частинок визначають співвідношенням часу охолодження продуктів диспергування і часу сфероїдизації.
Для розрахунків часу охолодження можна використовувати рівняння (3.7) з урахуванням зміни коефіцієнта тепловіддачі. Варто мати на увазі, що під час розпилення рідиною, наприклад водою, висока температура розплаву зумовлює її кипіння на поверхні крапель. При цьому теплообмін залежно від температури на межі розділу розплав–вода може відбуватись за однією з трьох схем.
За першою схемою, коли температура в зоні контакту поблизу критичної точки для води (<350 °С), що знаходиться під тиском 50…100 атм, буде відбуватись бульбашкове кипіння води з максимальним ефектом теплопередачі. За другою схемою, коли температура перевищує критичну (630...700оС), кипіння води відбувається з утворенням поблизу краплі розплаву суцільної плівки пари з відносно низькою теплопровідністю.
Третя схема характеризується проміжним станом (температура 390...650 °С) – плівко-бульбашковим кипінням. Коефіцієнт тепловіддачі визначають за допомогою емпіричної формули Кутателадзе:
,
де x – коефіцієнт, що враховує характер кипіння і тип рідини (для води
x » 2,6); р – тиск; – теплове навантаження.
Значення qн визначають з виразу
, (3.10)
де К – коефіцієнт (К = 0,16); bв – теплота пароутворення, ккал/кг;
sв – поверхневий натяг води, кг/м; gп – густина пари, кг/м3.
Значення коефіцієнта тепловіддачі для випадку розпилення водою наведено в табл. 3.7.
Таблиця 3.7