SU1698234A1 - Способ активации порошкообразных материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к промышленности строительных материалов, а также к машиностроительной, химической , нефтехимической, микробиологической , геологической, нефт ной и нефтеперерабатывающей отрасл м промышленности и другим производствам, св - занным с тепло- и массообменными процессами в многофазных системах газ- жидкость-твердое тело, а именно св занных с активацией порошкообразных материалов и повышением их дисперсности, и может быть использовано в таких технологических процессах, как порошкова  металлурги , утилизаци  отходов в металлургии, получение энергонасыщенных видов топлив, активаци  цемента в строительстве и других. Цель изобретени  - повышение эффективности способа активации порошкообразных материалов и уменьшение в зкости суспензии при снижении энергозатрат, повышение гомогенности суспензии. Активацию порошкообразных материалов осуществл ют смешением порошкообразного материала с жидкостью, смешение ведут при заполнении емкости на 80-95% от ее объема , суспензию насыщают газовой фазой до соотношени  2-25% от объема суспензии при вибрационном воздействии в режиме нелинейного резонанса с генерированием периодически схлопывающихс  кавитаци- онных каверн при частотах внешних колебаний в диапазоне 20-7000 Гц и ускорени х 5.0-30.0 м/с2. 1 ил. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к промышленности строительных материалов, а также к машиностроительной, химической , нефтехимической, микробиологической , геологической, нефт ной и нефтеперерабатывающей отрасл м промышленности и другим производствам, св - занным с тепло- и массообменными процессами в многофазных системах газ- жидкость-твердое тело, а именно св занных с активацией порошкообразных материалов и повышением их дисперсности , и может быть использовано в таких технологических процессах, как порошкова  металлурги , утилизаци  отходов в металлургии , получение энергонасыщенных видов топлив, активаци  цемента в строительстве и других

Цель изобретени  - повышение эффективности процессов активации порошкообразных материалов и уменьшение в зкости суспензии при снижении энергозатрат, повышение гомогенности суспензии.

Os Ю 00 Ю СО

Јь

Пример. Способ активации порошкообразных материалов может быть реализован за счет применени , например, генераторов колебаний и включает операции , которые описываютс  ниже.

В рабочую полость 1 (фиг.1) загружают компоненты суспензии (жидкую фазу и порошкообразный материал), включают электромагнитный -генератор 2 колебаний и подвергают рабочую емкость, заполненную на 80-95% объема суспензией, колебани м с частотой f и амплитудой А. При определенном соотношении геометрических размеров рабочей емкости и параметров вибрационного воздействи  (завис щих от свойств и соотношений компонентов суспензии) происходит разрушение свободной поверхности суспензии в рабочей емкости, затопление и сбор газовых пузырьков в придонной зоне емкости и после достижени  объема ро  газовых пузырьков соответствующего резонансной частоте колебаний системы наступает режим резонансного вибрационного перемешивани , характеризующийс  интенсивными потоками многофазной среды в объеме рабочей емкости , При этом энергозатраты на поддержание процесса практически соответствуют диссипации энергии в объеме многофазной среды, что обусловлено нелинейным резонансным характером эффекта вибрационного перемешивани , лежащего в основе предлагаемого способа активации. Все это позвол ет резко повысить интенсивность обработки и снизить энергозатраты при проведении процесса активации суспензии.

Дл  проведени  процесса активации могут быть использованы генераторы и возбудители колебаний самых разных типов - гидравлические, пневматические, электродинамические и т.д. При этом колебани  на многофазную среду могут передаватьс  как через колеблющуюс  рабочую емкость, так и любым другим способом (например, через диск, расположенный в объеме емкости и св занный с генератором колебаний жестким штоком, через упругое дно и т.д.).

При частотах внешнего вибрационного воздействи  ниже 20 Гц и выше 7000 Гц и ускорений ниже 5 м/с2 резонансный процесс активации не наблюдаетс . При ускорени х выше 30 м/с2 резко возрастают энергозатраты на проведение процесса и применение предлагаемого способа становитс  неэффективным. Кроме того, смешение порошкообразного материала с жидкой

фазой эффективно осуществл етс  при заполнении емкости на 80-95% от ее объема, т.е. при газовой подушке над суспензией 20-5% от объема емкости. Газова  подушка

выполн ет роль упругого элемента, позвол ющего достигнуть асимметрию в смесительной емкости и тем самым реализовать процесс нелинейного резонанса.

При насыщении суспензии газовой фазой до соотношени  менее 2% от объема суспензии практически не наблюдаетс  увеличени  степени дисперсности частиц и при этом прочность получаемого бетона не увеличиваетс  по сравнению с известными методами . При насыщении суспензии газовой более 25% от объема суспензии резко возрастают энергетические затраты на диспер- гирование частиц порошкообразного материала, так как газова  фаза в этом случае начинает выполн ть роль гасител  колебаний , поэтому эффективность способа резко падает. Результаты испытаний представлены в таблице 1-2.

В табл. 1 приведены сравнительные результаты активации порошкообразных отходов металлургического производства при добавлении их в строительный раствор в качестве заменител  части цемента. Активаци  проводилась в цилиндрической

емкости с соотношением высоты и диаметра 3:1, заполненной на 80% компонентами суспензии и установленной на столе электродинамического вибратора ВЭДС-100 при следующих параметрах вибрационного воздействи : частота f 65 Гц, амплитуда А 5 мм, ускорение 17 м/с2.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ активации порошкообразных материалов, включающий смешение порошкообразного материала с жидкостью в емкости при вибрационном воздействии до получени  суспензии, отличающийс 

   тем, что, с целью повышени  эффективности процессов активации порошкообразных материалов и уменьшени  в зкости суспензии при снижении энергозатрат, повышени  гомогенности суспензии, смешение ведут при

   заполнении емкости на 80-95% от ее объема и вибрационном воздействии в режиме нелинейного резонанса с генерированием периодически схлопывающихс  кавитаци- онных каверн при частотах внешних колебаний в диапазоне 20-7000 Гц и ускорени х 5,0-30,0 м/с до насыщени  суспензии 2- 25% газовой фазы от объема суспензии.

   Таблица 1

   Т«блица2