ЗАСТОСУВАННЯ НВЧ УСТАНОВОК ДЛЯ СПУЧЕННЯ ЗЕРНИСТИХ ТЕПЛОIЗОЛЯЦIЙНИХ МАТЕРІАЛІВ НА ОСНОВІ РІДИННОГО СКЛА
DOI:
https://doi.org/10.24025/2306-4412.2.2023.272418Ключові слова:
зернисті матеріали, рідинне скло, НВЧ випромінювання, конвективний нагрів, коефіцієнт спучення, коефіцієнт корисної діїАнотація
В роботі проводиться дослідження процесу отримання спучених зернистих матеріалів на основі рідинного скла під дією НВЧ випромінювання та порівняння його з процесом отримання цих матеріалів при традиційному конвективному нагріванні. Встановлено, що під дією НВЧ випромінювання за однакових температур з конвективним нагрівом вдвічі інтенсивніше відбувається спучення зернистого матеріалу. Так, при потужності 650 Вт (Т = 115–120 °С) коефіцієнт спучення досягає свого постійного значення 2,86 вже на 6-й хв процесу, тоді як при спученні зерен при конвективному нагріві за тієї самої температури найвище значення коефіцієнта спучення – 1,534 і досягається воно через 11 хв, що свідчить про складність спучення зерен за цих умов через перебіг конкуруючих процесів поризації та дегідратації. Прискорення процесу спучення і можливість його проведення за більш низьких температур пов’язані з тим, що під дією НВЧ випромінювання за рахунок збудження мікрохвильовим полем іонних токів значно інтенсифікуються дифузійні процеси речовин з іонною провідністю, до яких відноситься рідинне скло. Для підтвердження ефективності використання НВЧ-установок було розраховано енергоспоживання і ККД установок та визначено, що ККД НВЧ установки майже вдвічі перевищує ККД сушарної установки. Наведено види промислових НВЧ-установок, в яких можна здійснити процес спучення рідинноскляних зерен.
Посилання
А. Seco, J. M. del Castillo, C. Perlot, S. Marcelino, and S. Espuelas, "Recycled granulates manufacturing from spent refractory wastes and magnesium based binder", Construction and Building Materials, vol. 365, 130087, 2023. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2022.130087/.
M. Li et al., "Energy-saving production of high value-added foamed glass ceramic from blast furnace slag and hazardous wastes containing heavy metal ions", Journal of Cleaner Production, vol. 383, 135544, 2023. doi: 10.1016/j.jclepro.2022.135544.
M. Shi, T.-C. Ling, B. Gan, and M. Guo, "Turning concrete waste powder into carbonated artificial aggregates", Construction and Building Materials, vol. 199, pp. 178-184, 2019. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.12.021.
И. И. Юцис, Новое технологическое оборудование для производства теплоизоляционных материалов. Москва, Россия: Стройиздат, 1985.
О. Miryuk, F. Fediuk, and M. Amran, "Foam glass crystalline granular material from a polymineral raw mix", Crystals, vol. 11(12), p. 1447, 2021. doi: 10.3390/cryst11121447.
О. Miryuk, F. Fediuk, and M. Amran, "Porous fly ash/aluminosilicate microspheresbased composites containing lightweight granules using liquid glass as binder", Polymers, vol. 14 (17), p. 3461, 2022. doi: 10.3390/polym14173461.
A. S. Apkarian, L. A. Gomze, J.-E. F. M. Ibrahim, and S. N. Kulkov, "Sintering of silica-alumina granular materials and its catalytic properties", Journal of Silicate Based and Composite Materials, vol. 73, no. 4, pp. 132-136, 2021. doi: 10.14382/epitoanyag-jsbcm.2021.19.
K. Weinberger, "Expanded-glass granular material and method for producing same", WO2016124428A1. C03C11/007, Date pat. 11.08.2016. [Online]. Available: https://patents.google.com/patent/WO2016124428A1/en/.
A. M. Pavlenko, and H. V. Koshlak, "Thermal insulation materials wish porous structure", Journal of New Technologies in Environmental Science, vol. 2, no. 4, pp. 187-196, 2018. doi: 10.30540/sae-2018-025.
Qi Hu et al., "Microwave technology: A novel approach to the transformation of natural metabolites". Chinese Medicine, vol. 16, article no. 87, 2021. doi: 10.1186/s13020-021-00500-8.
D. A. Jones, T. P. Lelyveld, S. D. Mavrofidis, S. W. Kingman, and N. J. Miles, "Microwave heating applications in environmental engineering - a review", Resources, Conservation and Recycling, vol. 34, pp. 75-90, 2002. doi: 10.1016/S0921-3449(01)00088-X.
А. И. Кудяков, Н. А. Свергунова, и М. Ю. Иванов, Зернистый теплоизоляционный материал на основе модифицированной жидкостекольной композиции: монография / под ред. А. И. Кудякова. Томск, Россия: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2010.
В. И. Корнеев, и В. В. Данилов, Растворимое и жидкое стекло. Санкт-Петербург, Россия: Стройиздат, 1996.
R. Iler, The Colloid Chemistry of Silica and Silicates. Itaka, N.Y., 1955.
C. Demitri et al., "Preparation and characterization of cellulose-based foams via microwave curing". Interface Focus, vol. 4, p. 20130053, 2014.
К. В. Луняка, Б. В. Димо, Н. Б. Андрєєва, та І. В. Калініченко, Розрахунки з дисципліни "Теплотехнологічні процеси та установки": навч. посіб. Херсон, Україна: ХНТУ, 2018.
Н. А. Пинчукова, "Основы технологии получения кокарбоксилазы гидрохлорида с использованием микроволнового излучения": дис. канд. техн. наук: 05.17.04. Харьков, Украина, 2014.
В. Г. Гречанюк, Фізична хімія і хімія силікатів: підручник. Київ, Україна: Кондор, 2006.
Т. Е. Римар, "Дослідження впливу НВЧ випромінювання на властивості гранульованих теплоізоляційних матеріалів на основі рідинного скла", Збірник наукових праць УкрДУЗТ, вип. 196, с. 6-16, Харків, 2021.
И. Именохоев, Х. Виндсхаймер, Р. Вайтц, Н. Кинтсель, и Х. Линн, "Технология СВЧ-нагрева: потенциал и границы". [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.linn-high-therm.de/fileadmin/user_upload/pages/about_us/download/publications/white_papers/MikrowellenerwaermungRus.pdf.
"Установки для вспучивания вермикулита VERMIC". [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://tsc-technologies.ru/ru/oborudovanie/ustanovki-dlyavspuchivaniya-vermikulita-vermic/.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
URN
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Тетяна Римар
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори, які публікуються в цьому збірнику, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають збірнику право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License CC BY-NC, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи в тому вигляді, в якому її опубліковано цим збірником (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Політика збірника наукових праць дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
