Промтов М.А. - Машины и аппараты с импульсными энергетич. воздейств. на обрабат. вещества. Промтов М.А. - Машины и аппараты с импульсными энергетич. воздей. М. А. Промтов машины и аппараты с импульсными энергетическими
 Скачать 2.8 Mb.
|
|
Рис. 2.8. Теневая фотография турбулентного слоя смешения между потоками гелия (сверху) и азота (внизу) при давлении 4 атм; потоки движутся слева направо с разными скоростями (средняя ско- рость 7 м/с) [36] В огромном количестве случаев одна неустойчивость ведет к другой, и в конечном итоге образуется турбулентное движение, которое вовсе не является упорядоченным. Ламинарное течение в трубе, к которому применим закон Пуазейля, становится турбулентным, когда число Рейнольдса достигает кри- тического значения. Это значение может составлять всего 2300, если труба имеет так называемый « не- гладкий вход»,т.е. равномерное поперечное сечение и срезанную под прямым углом торцевую кромку. При Re ≈2300 длина начального участка такой трубы составляет порядка 70 диаметров. Такой длины достаточно, чтобы отдельные первичные вихри вырвались из-под контроля прежде, чем их «задавит» вязкость. Эти первичные вихри порождают более мелкие вторичные, те, в свою очередь, еще более мел- кие и так до тех пор, пока в результате не возникнет турбулентность. На рис. 2.9 подробно показана задняя часть цилиндра, покрытая пограничным слоем (слабо заштри- хованная часть рисунка), который еще несколькими мгновениями раньше не был оторван от поверхно- сти и имеет более-менее постоянную толщину; его продолжением служит след, идущий вниз по потоку. Жидкость, которая в каждой из половинок рисунка, от точки Р до точки S, участвует в возвратном те- чении, берется из пограничного слоя и накапливается вблизи точки S, тем самым вынуждая натекаю- щую жидкость двигаться в направлении от поверхности. Проходящий через точки S на рисунке пунктир обозначает поверхности, отделяющие жидкость, вовлеченную в возвратное движение, и жидкость, ко- торая еще не вовлечена в него. Если бы эти линии были стационарны, их можно было бы назвать ли- ниями тока, но они таковыми не являются: как и точки отрыва S, из которых они исходят, эти линии отодвигаются от точки Р по мере накопления жидкости под ними. Точно так же линии со стрелками не обязательно являются линиями тока, но они дают представление о том, куда направляется натекающая жидкость. Рис. 2.9. Ранняя стадия формирования двух вихрей за цилиндром [36] Жидкость в пограничном слое, которая накапливается позади цилиндра, в верхней половине рисун- ка несет завихренность, направленную по часовой стрелке, а в нижней половине – направленную про- тив часовой стрелки, хотя часть этой завихренности теряется на поверхности цилиндра между точками Р и S. Наличие этой завихренности означает, что в прилегающей области жидкость вовлекается в дви- жение по часовой стрелке и против нее. С течением времени пограничный слой сворачивается, образуя за цилиндром два вращающихся вихря, которые непрерывно растут в размерах по мере того, как в них вовлекается все больше и больше натекающей жидкости. Наличие вихрей характерно для обтекания любых затупленных тел. Чем быстрее расходятся линии тока в безвихревой области вне пограничного слоя, тем больше вероятность отрыва, поэтому образова- нию вихрей благоприятствуют острые кромки или углы, где мал радиус кривизны поверхности тела. Например, вихри легко образуются за тонкой пластиной, обращенной своей плоскостью к потоку. Для того, чтобы вихри были видны при малых скоростях, в воду или на ее поверхность нужно ввести какой- нибудь порошок, но при больших скоростях впадина на поверхности воды, связанная с каждым вихрем, видна и безо всякого порошка. Подобные вихри часто можно наблюдать в реках, позади запруд или камней. Вихри могут образовываться не только за препятствиями, но и перед ними. На рис. 2.10, а показаны некоторые линии тока, которыми, при отсутствии отрыва пограничного слоя, могло бы описываться об- текание вертикальной стенки. Расстояние между линиями тока увеличивается вблизи точки Р, а также за верхом стенки, вблизи точки Q. Поэтому в обоих этих местах происходит отрыв, результатом которо- го является образование двух вихрей, как показано на рис. 2.10, б. Оторвавшиеся пограничные слои показаны на рисунке пунктиром; видно, что слой, оторвавшийся в точке Р, вновь присоединяется к стенке. Дальнейший отрыв может происходить на задней стороне стенки, что приводит к образованию вторичного вихря, как показано на рис. 2.10, в [36]. Фотография, приведенная на рис. 2.11, была сделана при условиях, отвечавших Re = 41, путем при- ведения в движение относительно воды цилиндра, поверхность которого предварительно была покрыта сгущенным молоком. Мы можем считать цилиндр неподвижным, а воду на больших расстояниях от не- го – движущейся слева направо с постоянной скоростью, хотя на самом деле цилиндр двигался справа налево. Выдержка при съемке была короткой и снимок дает картину линий меченых частиц за точками отрыва потока. Мечеными частицами в данном случае служат частицы молока, попавшие в жидкость и унесенные ей. Линии тока представляют собой спирали и дают яркую картину формирования вихрей. Диффузия молока в воде много меньше, чем диффузия завихренности, поэтому ширина белых полосок S S P на рис. 2.11 много меньше толщины пограничного слоя [36]. а) б) в) Рис. 2.10. Линии тока для стационарного потока воздуха, обтекающего стенку. Пунктиром пока- заны оторвавшиеся пограничные слои Рис. 2.11. Вихри за цилиндром при Re= 41. Цилиндр неподвижен, поток воды движется слева направо [36] Эксперименты показывают, что картина течения вокруг поперечно расположенного в потоке ци- линдра в диапазоне 6 < Re < 41 (оба предела приблизительны) характеризуется наличием стационарных вихрей, похожих на вихри, показанные на рис. 2.11. При уменьшении Re они сокращаются в размерах и при достижении нижнего предела становятся исчезающе малыми. В диапазоне 1 < Re < 6 линии тока вокруг цилиндра не вполне симметричны в экваториальной плоскости, каковыми они являются в облас- ти еще меньших чисел Re, где работает приближение ползущего течения, но эта асимметрия не так ве- лика, как асимметрия, показанная на рис. 2.10. При числах Re выше 41 вихри начинают осциллировать, и их дальнейший рост ограничивается тем фактом, что часть жидкости, захваченная каждым вихрем, периодически отрывается от цилиндра. Большинство из сказанного качественно относится и к обтеканию сферы. Критическое значение числа Рейнольдса, при котором начинается формирование вихрей, для сферы равно 24, а стабильными вихри остаются вплоть до Re ≈ 130. Фотография, приведенная на рис. 2.12, была сделана для случая об- текания сферы при Re = 118; вода содержала частицы алюминиевой пудры, равномерно распределенной в виде суспензии, но видимой только в одной плоскости при освещении через узкую щель [36]. Вихрь представляет собой единое тороидальное Q Рис. 2.12. Поперечное сечение кольцевого вихря за сферой при Re = 118 [36] образование, в то время как на рис. 2.11 было два отдельных вихря, простирающихся на неопределен- ную длину. Тороидальный вихрь начинает осциллировать, когда Re превышает верхний предел порядка 130, а при дальнейшем увеличении Re происходит срыв вовлеченной в вихри жидкости. Рассмотрим спонтанный срыв вихрей, связанный не с внешними возмущениями, а с самим потоком. Процесс начинается с потери устойчивости потоком в следе за цилиндром, неустойчивость передается вихрям, вызывая их колебания. С ростом Re амплитуда колебаний увеличивается, и при Re порядка 60 начинается периодический срыв вихрей. Вначале количество оторвавшейся за один период жидкости составляет лишь малую долю полного содержимого вихря. Однако при достижении Re порядка 100 вихри срываются почти полностью, лишь перестраиваясь перед очередным срывом. Вихри по обе стороны цилиндра срываются попеременно, с четко определенной частотой, которая слабо зависит от Re. В следе за цилиндром образуется регулярная структура, известная как вихревая до- рожка Кармана (рис. 2.13). Карман изучал такие образования из идеальных свободных вихревых линий и установил, что они устойчивы по отношению к малым отклонениям в положении вихрей тогда и только тогда, когда отношение D/L, где D – расстояние между рядами положительных и отрицательных вихрей, а L – шаг между вихрями в каждом Рис. 2.13. Вихревая дорожка Кармана в воде, идущая слева направо за цилиндром при Re = 105 [36] Рис. 2.14. Течение возле сферы при Re = 15 000 [36] ряду, равно 0,283. Вихри, показанные на рис. 2.13, действительно располагаются таким образом [36]. Для тороидальных вихрей, которые образуются за сферой, также характерен периодический срыв. Они отрываются от сферы не все сразу, а поочередно, начиная с одной ее стороны в одном полуперио- де, и переходя на другую сторону в следующем полупериоде. Поэтому в следе за сферой, когда Re пре- вышает 400, образуется цепочка эллиптических вихрей, которые наклонены к оси потока и связаны друг с другом, а не коаксиальных и изолированных круглых колец [36]. Для турбулентных потоков осредненные по времени картины течения однозначно определяются ве- личиной числа Re, даже если для мгновенных картин течения это не так. На рис. 2.14 приведена картина обтекания водой неподвижной сферы при Re ≈15 000. Белые полоски – это следы, оставленные малень- кими пузырьками воды, имеющимися в воде, и все вместе они дают представление о характере осред- ненного по времени течения, которое реализуется при данных условиях; фотография цилиндра, а не сферы, выглядела бы очень похоже. При таких значениях числа Рейнольдса пограничный след действи- тельно тонок. Видно, что он отрывается от сферы вблизи экватора (на самом деле в точках немного вы- ше по течению) и простирается далее как граница раздела между областью, где течение стационарно – или, по крайней мере, выглядит таковым после осреднения по времени – и областью, где оно явно тур- булентно. При числах Re, которые еще высоки – порядка 2 ⋅10 5 – точка отрыва смещается вниз по потоку. В результате размер турбулентной области резко уменьшается; то же происходит со скоростью диссипа- ции энергии в следе. Этот эффект связан с внезапным образованием турбулентности в самом погранич- ном слое, причем в той его области, где слой еще не оторвался от препятствия, а не в области ниже по потоку от точки отрыва. На качественном уровне объяснение этого таково: процесс образования воз- вратного течения, приводящего к отрыву пограничного слоя, тормозится инерцией жидкости в погра- ничном слое. Когда пограничный слой становится турбулентным, скорость обмена направленным впе- ред количеством движения между соседними элементами жидкости до некоторой степени возрастает. Следовательно, в дальнейшем инерция жидкости будет противодействовать всякой тенденции к ее за- медлению вблизи поверхности препятствия и к изменению направления ее движения [36]. 2.4.3 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УДАР Гидравлический удар – результат резкого изменения давления в жидкости, вызванный мгновенным изменением скорости ее течения в трубопроводе [35]. Явления, происходящие при гидравлическом ударе, объясняются на основе свойства сжимаемости капельных жидкостей. После закрытия задвижки на горизонтальном трубопроводе постоянного диамет- ра, по которому движется жидкость со средней скоростью V, слой жидкости, находящийся непосредст- венно у задвижки, мгновенно останавливается. Затем последовательно прекращают движение слои жидкости (завихрения, противотоки) на увеличивающемся со временем расстоянии от задвижки. При этом уплотняется ранее остановившаяся масса жидкости и в результате повышения давления несколько расширяется труба. В трубу войдет дополнительный объем жидкости. Так как жидкость сжимаема, то вся ее масса в трубопроводе не останавливается мгновенно. Грани- ца объема, включающего в себя остановившуюся жидкость, перемещается от задвижки вдоль трубопро- вода с некоторой скоростью с, называемой скоростью распространения волны давления. Давление у задвижки до ее закрытия было p, а давление, возникшее после остановки, p p ∆ + . Вели- чина p ∆ , найденная на основании теоремы количества движения, равняется cV p ρ = ∆ , где ρ – плотность жидкости; с – скорость распространения ударной волны (формула Н.Е. Жуковского). Далее останавливается второй слой жидкости, на который давят следующие слои, и т.д. Постепенно повышенное давление, возникшее первоначально непосредственно у задвижки, распространяется далее по всему трубопроводу против течения жидкости со скоростью с. Если давление в начале трубопровода сохраняется неизменным (в случае, когда трубопроводом за- бирается вода из открытого бассейна с большой площадью поверхности), то после достижения ударной волной начального сечения трубы, в ней начинается обратное перемещение ударной волны с той же скоростью с, причем это есть уже волна понижения давления. Одновременно в трубе возникает движе- ние жидкости по направлению к начальному сечению. По достижении ударной волной сечения у задвижки давление здесь снижается и делается меньшим, чем первоначальное давление до удара; после этого начинается перемещение ударной волны, но уже волны понижения давления, в направлении начала трубопровода. Циклы повышений и понижений дав- ления будут чередоваться и далее через промежутки времени, равные времени двойного пробега удар- ной волной длины трубопровода от задвижки до начала трубопровода. Таким образом, при гидравлическом ударе жидкость, находящаяся в трубопроводе, будет совер- шать колебательные движения, которые в силу гидравлических сопротивлений и вязкости, поглощаю- щих первоначальную энергию жидкости на преодоление трения, будут затухающими. Скорость распро- странения волны зависит от рода жидкости, материала трубы, ее диаметра и толщины стенок. Гидравлический удар проявляется, как правило, в трубопроводах гидросистем. Давление, обеспечи- вающее движение жидкости в трубопроводе, приложено ко всей жидкости и стенкам трубопровода. Си- ла приложена к задвижке. Давление гидроудара возникает в жидкости перед задвижкой в момент пере- крытия трубопровода. Гидравлический удар проявляется в гидромашинах различного назначения. В большинстве слу- чаев это нежелательное явление, приводящее к разрушению трубопроводов. На основе гидравличе- ского удара разработаны устройства для подъема воды, сжатия воздуха, интенсификации ХТП и др. Используя силу гидравлического удара, устраивают особые насосы, так называемые гидравличе- ские тараны, служащие для поднятия жидкости, а также создают устройства с импульсным динами- ческим воздействием на обрабатываемую жидкость. 2.5 МЕХАНИЧЕСКАЯ АКТИВАЦИЯ При высокой интенсивности подвода энергии к твердому телу большая часть ее аккумулируется на новой, свежеобразованной поверхности при разрушении частиц, а также в большом количестве различ- ного вида дефектов структуры и остаточного напряженного состояния около них [37]. Исследования [37, 39] показывают, что эту накопленную энергию можно использовать для интенсификации различ- ных процессов с участием активированной твердой фазы: − существенного повышения реакционной способности твердых тел; − ускорения твердофазных и каталитических реакций и реакций в полимерных системах; − повышения скоростей диффузии, тепло- и массообмена при реализации комбинированных про- цессов в системах газ – твердое тело, жидкость – твердое тело; − увеличения растворимости, т.е. скоростей растворения, и сублимации твердых тел; − изменения реологических и физико-химических свойств полимерных и коллоидных систем; − получения новых композиционных материалов с уникальными физико-механическими свойст- вами и т.д. Процессы механической активации твердых тел особенно интенсивно осуществляются при тонком измельчении частиц в мельницах различного конструктивного оформления. Удельные затраты энергии (кВт ⋅ч/т) зависят от твердости (прочности) измельчаемых или механоактивируемых веществ, конечной дисперсности порошков и типа измельчающей машины. При невысоких значениях приложенной нагрузки деформация (смещение, отнесенное к единице длины) и напряжение (сила, отнесенная к единице площади) в большинстве твердых тел связаны ли- нейным соотношением и не зависят от времени действия нагрузки. Если при снятии нагрузки восста- навливается исходная форма тела, то деформация называется упругой. При упругой деформации может наблюдаться постепенное возникновение микротрещин под нагрузкой и их смыкание при снятии на- грузки. Если снятие внешних сил не приводит к мгновенному уменьшению деформации, то наблюдает- ся неупругая деформация. При сохранении деформации после снятия нагрузки деформация называется пластической, а величина напряжения, соответствующая пластической деформации, называется преде- лом упругости. Разрушение твердого тела с возникновением пластических деформаций называется пла- стическим, а без заметной пластической деформации – хрупким [40, 41]. Наиболее важным типом деформации является сдвиг (скольжение), при котором происходит пере- мещение двух частей твердого тела по определенной кристаллографической плоскости под действием деформирующих напряжений. Сдвиг зарождается в определенном месте линейного дефекта кристалли- ческой решетки в виде краевой или винтовой дислокации. В плоскости скольжения образуется скопление дислокаций, возникающих при их блокировке пре- пятствием. При этом на препятствие действует касательное напряжение, превышающее приложенное и пропорциональное числу дислокаций в скоплении. Концентрация напряжений может привести к слия- нию ведущих дислокаций и образованию зародышевой микротрещины. Трещина будет распространять- ся через область высокой концентрации напряжений в конце полосы скольжения и остановится, если ее длина меньше критического размера, необходимого для самопроизвольного распространения. При воздействии переменных нагрузок уже на начальной стадии процесса разрушения формируют- ся микротрещины. Имеющиеся в частице и вновь образованные микротрещины и микродефекты посто- янно растут, сливаются и формируют макротрещины. Распространение макротрещин ослабляет частицу и приводит к ее лавинному разрушению. При импульсных (ударных) воздействиях возникающие напряжения достигают значительных ве- личин из-за кратковременности нагрузки. Величина напряжения в любой точке определяется нало- жением падающей и отраженной ударных волн. Наложение этих волн может вызвать высокие на- пряжения, приводящие к разрушению. При крупном измельчении размеры дефектов и микротрещин ничтожно малы по сравнению с раз- мерами измельченных частиц и их разрушение происходит по поверхностям наибольших напряжений с раскрытием дефектов одного наивысшего порядка. В области тонкого и сверхтонкого измельчения, ко- гда размеры дефектов соизмеримы с размерами частиц, при той же объемной плотности микротрещин их количество мало. Поэтому образование новых поверхностей идет с включением дефектов структуры более низкого порядка, требующих более высоких разрушающих напряжений [40]. При измельчении твердых частиц наблюдается их активация – сложный многоступенчатый про- цесс изменения энергетического состояния вещества. Активации способствуют также такие явления, как изменение структуры кристаллической решетки вещества, частичная аморфизация поверхности и приповерхностных слоев частиц, различные виды излучений, возникающие при разрушении, изменение вида химических связей на поверхности и в глубинных слоях вещества, электронизация и другие про- цессы [42]. Под действием механической нагрузки подведенная энергия расходуется на создание упругих и пластических деформаций в частицах. Пластическая деформация изменяет форму частиц, нарушает упорядоченность кристаллической решетки и образует дислокацию. Энергия пластических дефор- маций при съеме деформирующего усилия частично переходит в тепло, частично увеличивает внутреннюю энергию измельчаемых частиц. Под увеличением внутренней энергии частиц понима- ется увеличение той части полной внутренней энергии, которая включает в себя энергию взаимо- действия микрочастиц, энергию кристаллической решетки, энергию электронных оболочек ионов и атомов, энергию микро- и макродефектов структуры материала и т.д. ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ В КАЛОМЕТРИЧЕСКИХ МЕЛЬНИЦАХ ПОКАЗАЛИ, ЧТО ИЗ- МЕЛЬЧЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ АККУМУЛИРУЮТ ЗНАЧИТЕЛЬНО БОЛЬШУЮ ЭНЕРГИЮ, ЧЕМ ТА, ЧТО ИДЕТ НА ОБРАЗОВАНИЕ НОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ [37, 43]. ТВЕРДЫЕ ТЕЛА В ЗАВИСИ- МОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ (ИНТЕНСИВНОСТИ ПОДВОДА ЭНЕРГИИ, СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВА, ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПРОЦЕССА И Т.Д.) АККУМУЛИРУЮТ ОТ 8 ДО 30 % ПОДВЕДЕН- НОЙ ЭНЕРГИИ. ЭТА ЭНЕРГИЯ ДЕЛАЕТ ТВЕРДОЕ ТЕЛО ХИМИЧЕСКИ СТОЛЬ АКТИВНЫМ, ЧТО СТАНОВИТСЯ ВОЗМОЖНЫМ ЦЕЛЫЙ РЯД ХИМИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ, КОТОРЫЕ БЫЛИ В ИНЫХ УСЛОВИЯХ НЕРЕАЛИЗУЕМЫ БЕЗ МЕХАНИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ. При создании напряженного состояния твердого тела часть подведенной механической энергии накапливается в нем в виде новой поверхности, линейных точечных дефектов. В свою очередь, хи- мические свойства кристаллов определяются наличием в них дефектов, их природой и концентра- цией. С помощью механической активации изменяется структура твердых тел, ускоряются процессы диффузии при пластических деформациях, образуются активные центры на новых поверхностях как внешних, так и внутренних, возникают импульсы высоких локальных температур и давлений при продвижении трещин, эмиссия электронов высоких и средних энергий при образовании трещин и т.д. Такие явления наиболее интенсивны в процессе деформации твердых тел, особенно при высо- кой скорости подвода к ним энергии. При упругопластической деформации твердых тел образуются неравновесные структурные дефек- ты различного типа [37, 44]: локализующиеся в пределах микроструктуры (смещенные из положения равновесия атомы, напряженные и деформированные связи, точечные дефекты и т.д.) или дислокации и макроскопические дефекты типа макротрещин и границ раздела между элементами структуры (одно- мерные и двумерные дефекты). На образование дефектов первого типа требуются значительные затраты энергии, однако, при повышении температуры они сравнительно быстро исчезают. Напротив, менее энергоемкие одно- и двумерные дефекты более устойчивы и играют большую роль в процессах пласти- ческого течения. Типично двумерными дефектами являются области несогласованности в местах соприкосновения соседних зерен. Экспериментальные изменения энергии межзеренных границ дают значения 0,1 – 1 Дж/м 2 в зависимости от состава и ориентировки соседних зерен, которые несколько ниже, чем значения свободной поверхности энергии для неорганических материалов (0,1 – 3Дж/м 2 ) [38, 45]. Предельно воз- можное количество энергии, запасенное твердым телом, в частности при механических деформациях за счет поверхностной энергии и энергии межзеренных границ, находится на уровне теплоты плавления неорганических веществ (10 – 150 кДж/моль) [38]. При взаимодействии частичных дислокаций образуются дефекты упаковки и двойники, представ- ляющие собой двумерные поверхностные дефекты. Энергия образования поверхностей, связанных с дефектами упаковки и двойниками, на 1 – 3 порядка ниже энергий образования поверхности, разде- ляющей отдельные зерна кристаллов. В напряженном состоянии кристалла при реализации пластиче- ских деформаций могут образоваться дефекты с более высокими энергиями, в частности точечные, на образование которых необходимо затратить энергию 10 –19 ...10 –18 Дж. Изменение структуры вещества при измельчении бывает, как правило, достаточно сложным и обычно анализируется различными мето- дами: рентгеноструктурным анализом, электронной микроскопией и ядерной гамма-резонансной спек- троскопией (ЯГРС) и др. [44]. К объяснению специфики механохимических процессов имеется в настоящее время несколько подходов. В одном из главных рассматриваются тепловые теории инициирования механохимиче- ских реакций. Согласно этим теориям, вследствие низкой теплопроводности большинства твердых тел энергия, выделяющаяся при больших скоростях деформации, приводит к образованию локаль- ных объемов вещества с температурами выше температуры сублимации и образованию зон «магма- плазмы» [37]. Согласно В.В. Болдыреву [46], процесс распада твердого тела можно представить как опреде- ленную последовательность стадий активации, дезактивации и собственно химической реакции. В зависимости от того, какая из этих стадий преобладает, различают два крайних случая: распад обу- словлен процессами возбуждения и разрыва связи (например, термическое разложение) или одной из вторичных стадий (превращения промежуточных продуктов, образовавшихся в результате пер- вичного акта). Второй подход к инициированию механохимических реакций заключается в развитии теории активных поверхностных состояний, представляющих собой локализованные валентности на по- верхности кристалла. В литературе их часто называют разорванными или висячими связями. Число их может быть равно числу поверхностных атомов. Скорость образования центров пропорциональ- на скорости образования поверхности. Механохимические процессы можно охарактеризовать энер- гетическим выходом, равным числу молей образовавшихся или прореагировавших частиц при затрате 1 МДж механической работы [37]. Энергетические выходы механохимических процессов лежат в очень широком диапазоне – от 10 –3 до 10 2 МДж/моль, что обусловлено различием в механизмах их инициирования. Наибольшие выходы характерны для твердофазных реакций и полиморфных переходов, что показывает перспективность ис- пользования механической активации для инициирования и ускорения этих процессов. В настоящее время имеется большое число сведений о механической активации различных твер- дых тел. Отмечено, что механическая активация катализаторов повышает их активность в несколь- ко раз. После активации снижаются температуры и увеличиваются скорости разложения. Энергия активации при этом снижается в два раза и более. Механическая активация резко повышает раство- римость целого ряда веществ, малорастворимых до механической обработки. Совмещение процессов тепло- и массообмена, механоактивации, измельчения частиц твердой фазы в процессе химической реакции в одном случае и сублимации в другом позволяет в несколько раз увеличить удельную объемную производительность аппаратов, существенно снизить энергоза- траты и повысить качество получаемых продуктов [37]. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ К ГЛАВЕ 2 1. Перник А.Д. Проблемы кавитации. – Л.: Судостроение, 1966. – 439 с. 2. Пирсол И. Кавитация. – М.: Мир, 1975. – 95 с. 3. Рождественский В.В. Кавитация. – Л.: Судостроение, 1977. – 248 с. 4. Левковский Ю.Л. Структура кавитационных течений. – Л.: Судостроение, 1977. – 248 с. 5. Арзуманов З.С. Кавитация в местных гидравлических сопротивлениях. – М.: Энергия, 1978. – 303 с. 6. Буйвол В.Н. Тонкие каверны в течениях с возмущениями. – Киев: Наукова думка, 1980. – 296 с. 7. Терентьев А.Г. Математические вопросы квитации: Учебное пособие. – Чебоксары: Издательст- во Чувашского гос. ун-та, 1981. – 132 с. 8. Исследования по развитой кавитации: Сб. науч. тр. – Новосибирск: Ин-т теплофизики СО АН СССР, 1976. – 144 с. 9. Кнэпп Р., Дейли Дж., Хэммит Ф. Кавитация. – М.: Мир, 1974.– 668 с. 10. Федоткин И.М., Немчин А.Ф. Использование кавитации в технологических процессах. – Киев: Вища шк., 1984. – 68 с. 11. Флинн Г. Физика акустической кавитации в жидкостях // Физическая акустика / Под ред. У. Мезона. – М.: Мир, 1967. – Т. 1, Ч. Б. – С. 7 – 138. 12. Шутилов В.А. Основы физики ультразвука: Учеб. пособие. – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1980. – 280 с. 13. Сиротюк М.Г. Экспериментальные исследования ультразвуковой кавитации // Мощные ультра- звуковые поля / Под ред. Л.Д. Розенберга. – М.: Наука, 1968. – Ч. 5. – С. 168 – 220. 14. Маргулис М.А. Основы звукохимии (химические реакции в акустических полях): Учеб. посо- бие для хим. и хим.-технол. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 1984. – 272 с. 15. Акуличев В.А. Пульсации кавитационных полостей // Мощные ультразвуковые поля / Под ред. Л.Д. Розенберга. – М.: Наука, 1968. – Ч. 4. – С. 129 – 166. 16. Neppiras E.A. Acoustic cavitation // Phys. Repts. – 1980. – V. 61, N 3. – P. 159 – 251. 17. Акуличев В.А. Кавитация в криогенных и кипящих жидкостях. – М.: Наука, 1978. – 220 с. 18. Основы физики и техники ультразвука: Учеб. пособие для вузов / Б.А. Агранат, М.Н. Дубровин, Н.Н. Хавский и др. – М.: Высш. шк., 1987. – 352 с. 19. Маргулис М.А. Звукохимические реакции и сонолюминисценция. – М.: Химия, 1986. – 288 с. 20. Козырев С.П. Гидроабразивный износ металлов при кавитации. – М.: Машиностроение, 1971. – 240 с. 21. Немчин А.Ф. Новые технологические эффекты тепломассопереноса при использовании кавита- ции // Пром. теплотехника. – 1997. – Т. 19, № 6. – С. 39 – 47. 22. Розенберг Л.Д. Кавитационная область // Мощные ультразвуковые поля / Под ред. Л.Д. Розен- берга. – М.: Наука, 1968. – Ч. 6. – С. 221 – 266. 23. Новицкий Б.Г. Применение акустических колебаний в химико-технологических процессах. – М.: Химия, 1983. – 192 с. 24. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. – М.: Иностр. лит., 1957. – 726 с. 25. Бронин Ф.А., Чернов А.П. Удаление заусенцев и диспергирование порошковых материалов при воздействии ультразвука. – М.: Машиностроение, 1978. – 55 с. 26. Юдаев В.Ф. Гидромеханические процессы в роторных аппаратах с модуляцией проходного сече- ния потока обрабатываемой среды // Теор. основы хим. технол. – 1994. – Т. 28, № 6. – С. 581 – 590. 27. Промтов М.А. Пульсационные аппараты роторного типа: теория и практика. – М.: Машино- строение, 2001. – 260 с. 28. Гиневский А.С., Власов Е.В., Каравосов Р.К. Акустическое управление турбулентными струя- ми. – М.: Физматлит, 2001. – 240 с. 29. Галицейский Б.М., Рыжов Ю.А., Якуш Е.А. Тепловые и гидродинамические процессы в колеб- лющихся потоках. – М.: Машиностроение, 1977. – 256 с. 30. Лепендин А.Ф. Акустика: Учебное пособие для вузов. – М.: Высшая школа, 1978. – 448 с. 31. Харкевич А.А. Избранные труды. Т. 2: Линейные и нелинейные системы. – М.: Наука, 1973. – 566 с. 32. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. – Л.: Маши- ностроение, 1986. – 253 с. 33. Богданов В.В., Христофоров Б.И., Клоцунг Б.А. Эффективные малообъемные смесители. – Л.: Химия, 1989. – 224 с. 34. Кудимов Ю.Н., Казуб В.Т., Голов Е.В. Электроразрядные процессы в жидкости и кинетика экс- трагирования биологически активных компонентов. Ч. 1: Ударные волны и кавитация // Вестник ТГТУ. – 2002. – Т. 8, № 2. – С. 253 – 264. 35. Физические эффекты в машиностроении: Справочник / Под ред. В.А. Лукъянца. – М.: Машино- строение, 1993. – 224 с. 36. Фабер Т.Е. Гидроаэродинамика. – М.: Постмаркет, 2001. – 560 с. 37. Процессы и аппараты химической технологии. Явления переноса, макрокинетика, подобие, мо- делирование, проектирование. В 5 т. Т. 2: Механические и гидромеханические процессы / Под ред. А.М. Кутепова – М.: Логос, 2001. – 600 с. 38. Аввакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов. – Новосибирск: Нау- ка, 1986. – 306 с. 39. Механическая активация апатита и его растворимость / М.В. Чайкина, А.С. Колоссов, Е.Г. Аввакумов и др. // Изв. СО АН СССР. Сер. хим. наук. – 1978. – Вып. 2, № 4. – С. 52 – 59. 40. Ребиндер П.А. Избранные труды. Физико-химическая механика. – М.: Наука, 1979. – 384 с. 41. Качанов Л.Н. Основы механики разрушения. – М.: Наука, 1974. – 311 с. 42. Кафаров В.В., Дорохов И.Н., Арутюнов С.Ю. Системный анализ процессов химической техно- логии. Кн. 5: Процессы измельчения и смешения сыпучих материалов. – М.: Наука, 1985. – 440 с. 43. Молчанов В.И., Юсупов Т.С. Физические и химические свойства тонкодиспергированных ми- нералов. – М.: Недра, 1981. – 157 с. 44. Гутман Э.М. Механохимия металлов и защита от коррозии. – М.: Металлургия, 1981. – 299 с. 45. Вишняков Я.Д., Фанштейн Г.Е. Превращения в металлах с различной энергией дефектов упаков- ки. – М.: Металлургия, 1981. – 135 с. |