Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ФИЗИКО.doc
Скачиваний:
121
Добавлен:
03.09.2019
Размер:
768 Кб
Скачать

Расчет вязкости по методу м. В. Охотина

Метод расчета вязкости стекол по химическому составу, разработанный М. В. Охотиным, предназначен для расчета вязкости стекол, содержащих SiO2, Al2O3, MgO, CaO и Na2O, причем Na2O должно быть 12-16 масс. %, Al2O3 и MgO в пределах 0-5 % и CaO 5-12 %. Этот метод не позволяет рассчитывать непосредственно величины вязкости для определенной температуры, а дает лишь возможность найти температуры, соответствующие величинам вязкости, и охватывает сравнительно небольшое количество оксидов. Однако важным преимуществом метода М. В. Охотина является достаточно высокая точность и простота расчета.

Для стекол, состав которых соответствует указанным выше ограничениям, по методу М. В. Охотина можно рассчитать температуры, соответствующие определенным значениям вязкости, по следующей формуле:

          (2.2)

где    t – температура;

– содержание в стекле соответствующих оксидов в мас. %;

А, В, С и D – константы М. В. Охотина.

Константы М. В. Охотина приведены в табл. 2.2, где также указаны постоянные, найденные Кимын Саном для lg η, равного 9, 10, 11, 12, 13 и 14.

Для расплавов промышленных стекол, содержащих SiO2, Al2O3 (до 5 %), MgO (до 5 % вместо CaO), CaO (до 17 %), Na2O (до 17 %), Fe2O3 (до 5 %), можно оценивать влияние отдельных компонентов на вязкость по тому изменению температуры, которое необходимо для того, чтобы вязкость оставалась постоянной при замене 1 % того или иного оксида на 1 % другого (см. табл. 2.3). Если в стекле, кроме Na2O, будет присутствовать и К2О, то на его содержание также следует внести поправку согласно табл. 2.3.

Таблица 2.2

Константы для расчета температур, соответствующих определенной вязкости стекол

lg η

Константы

А

В

С

D

3

–22,87

–16,10

6,50

1700,40

4

–17,49

–9,95

5,90

1381,40

5

–15,37

–6,25

5,00

1194,27

9

–9,19

1,57

5,34

762,50

10

–8,75

1,92

5,20

720,80

11

–8,47

2,27

5,29

683,80

12

–7,46

3,21

5,52

632,90

13

–7,32

3,49

5,37

603,40

14

–6,29

4,01

5,24

561,50

Пример. Рассчитать температуру, соответствующую вязкости, логарифм которой равен 5 (lg η = 5). Дано стекло следующего состава (в мас. %): SiO2 – 75; Al2O3 – 2; MgO – 4; CaO – 6; Na2O – 13.

Сначала необходимо условно принять содержание MgO в стекле равным 3 % (т. е. средней величине для указанных выше пределов содержания этого оксида). Суммарное содержание MgO + CaO сохраняется постоянным. Таким образом, для рассматриваемого стекла  = 4 + 6, а после расчета 3 + 7 = 10.

В соответствии с константами, приведенными в табл. 2.2 для расчета lg η = 5, получим

t = –15,37 · 13 – 6,25 · 10 + 5 · 2 + 1194,27 =  941,8 ºС.

Эту величину необходимо уточнить в соответствии с принятым изменением содержания MgO и CaO. Для такой корректировки М. В. Охотин предложил величины повышения температуры, соответствующей определенной вязкости, при замещении 1 % CaO на 1 % MgO:

lg η

3

4

5

9

10

11

12

13

14

Повышение температуры в град

9

6

5

1

1

1,5

2

2,5

3

В рассматриваемом примере содержание MgO было уменьшено, а содержание CaO соответственно увеличено на 1 мас. %. Такое замещение вызовет повышение расчетной температуры на 5 ºС. Следовательно, для приведения температуры к заданному составу необходимо увеличить рассчитанную выше температуру на 5 ºС.

Таким образом, температура, при которой вязкость стекла заданного состава будет равна пяти, составит 941,8 + 5 = 946,8 ≈947 ºС.

Таблица 2.3

Температурные поправки, необходимые для поддержания постоянной вязкости