15.4.2. Формование с прессованием бетонной смеси. Разновидности формования с прессованием (полусухое прессование и пластическое формование).

1. Штамповое (полусухое) - из песчаного или мелкозернистого бетона, когда уложенная бетонная смесь подвергается давлению прессующего штампа, покрывающего всю площадь изделия.

Принципиальная схема полусухого формования.

1. прессформа; 2. Нижний штемпель; 3. верхний уплотняющий штемпель.

H - высота заполнения формы исходной массой; h - высота прессовки; h_изд - высота отформированного изделия.

Уплотнение определяют коэфициентом сжатия: K_сж=h/H, величина K_сж зависит от влажности и давления.

Минус: неравноплотность - у верха выше чем у основания за счет трения о стенки.

Наиболее эффективно прессование мелкозернистых смесей с непрерывной гранулометрией и максимальным размером зерен до 3мм.

2. Мундштучное - бетонная смесь подается в камеру с уменьшающимся по направлению к выходному отверстию-мундштуку сечением, откуда выходит спрессованное изделие в виде сплошной ленты (так называемое пластическое формование экструзией). Применяют в керамической промышленности и полимерных строительных материалов (кирпич, черепицу, керамический камень и др).

Принципиальная схема формования экструзией.

1. загрузочная воронка; 2. корпус; 3. шнек; 4. переходная головка; 5. мундштук.

Отформованная масса непрерывно выходит из мундштука в виде ленты (бруса), и затем разрезается на заготовки.

Минус: возникновение свилей и продольных трещин из-за усилия лопастей шнека и бокового трения.

Для ослабления или разрушения свилей применяют отощение массы песком или шамотом, а так же механические приспособления после шнека: виброрешетки, поперечные скобы, вращающиеся ножи и т.д.

16.4. Движение тел в жидкостях

Законы движения твердых тел в жидкости или обтекание жидкостью твердой поверхности тел имеет важное значение для расчетов многих аппаратов, применяющихся при производстве СМ.

При обтекании твердого тела потоком жидкости или при движении твердого тела в покоящейся жидкости возникают жидкодинамические сопротивления. Эти сопротивления проявляются в непосредственной близости от самого тела и определяется действием силы вязкости и сил, возникаемых разностью давлений.

16.5. Ламинарный режим обтекания твердого тела жидкостью. Решение (закон) Стокса для силы давления потока.

При небольших скоростях или малых размерах тел или невысокой вязкости среды, тело окружено пограничным слоем жидкости и плавнообтекается потоком. Потеря давления главным образом связана с трением.

Формула Стокса(ламинарный режим):

16.6.Турбулентный режим обтекания твердого тела жидкостью. Формула Ньютона для определения полного сопротивления.

C развитием турбулентного движения в потоке возникают различные завихрения и образование воздушных пузырьков.

В общем случае сопротивление при обтекании потока жидкости или тела в покоящейся жидкости, представляет собой сумму сопротивлений трения и давления (сопротивления формы). Суммарное(полное) сопротивление (часть его называется лобовым) обычно определяется по формуле Ньютона:

(1)

где с – коэффициент лобового сопротивления;

S – площадь сечения обтекаемого тела по Миделю (площадь проекции тела на плоскость перпендикулярная векторам скорости набегающего потока);

- плотность жидкости; V – скорость потока жидкости.

Коэффициент лобового сопротивления «с» зависит от формы обтекаемого тела и числа Рейнольдса Re. При исследовании движения шарообразных частиц диаметром d были установлены 3-и области, каждой из которых соответствуют определенные характерные зависимости «с» от «Re» (с=f(Re)):

Ламинарная область (область действия законов Стокса):

Переходная область:

Автомодельная область:

Подставляя в уравнение (1) значение «с», видим, что в ламинарной области сила сопротивления пропорциональна скорости (F~V):

В переходной области F~V^1.4, в автомодельной области F~V², поэтому ее называют областью квадратичного сопротивления.

При обтекании форм значительно отличающихся от формы шара, значения коэффициентов значительно больше и зависят не только от критериев Рейнольдса, но и от факторов формы: , где - поверхность шара имеющая тот же объем, что и рассматриваемая поверхность .