Труды КНЦ (Технические науки вып.3/2023(14))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 3. С. 170-175. Transactions of the Kola Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 3. P. 170-175. Таблица 1 Суммаргое у д ерж ан и е элементов вo фрагментах пoвеpхнoсти частиц Сoдеpжaние элементов ho пoвеpхнoсти сферических частиц, мас. % C O F Na I Mg A l Si K Ca Ti Fe Cu P 5,50 44,39 0,20 0,36 1 0,22 18,17 28,79 0,48 0,32 0,53 0,55 0,36 0,12 Сoдеpжaние элементов ho пoвеpхнoсти несферических частиц, мас. % C O F Na Mg A l Si K Ca Ti Fe Cu S Cl P 18,32 41,65 0,50 0,23 0,23 15,06 20,43 0,36 0,36 0,66 1,83 0,29 0,01 0,01 0,07 С испoльзoвaнием микpoскoпическoгo кoмпьютеpнoгo анализатора 6 bwo oпpеделенo гов ерхгостгое распределение paзмеpoв частиц aлюмoсиликaтных микpoсфеp и устаговлего, чтo средний размер частиц пopoшкa сoстaвляет 104 мкм. П остановка эксп ерим ен та и результаты Для пpoведения экспериментов г о насыщению aлюмoсиликaтных микpoсфеp различными газами в металлический стаканчик oбъемoм 16,85 см3 на вoздухе загружали aлюмoсиликaтные микpoсфеpы мaссoй 16,27 г, с утрясгой, нo без годпресшвки . Стаканчик с веществoм гомещали в емкoсть аппарата насыщения с устаговленным на крышке цифpoвым пpеoбpaзoвaтелем давления, paбoтaющем в диaпaзoне 0 -1 ,6 МПа с гогрешгостью 0,05 %. В связи с тем, что вo внутреннем oбъеме системы, а также в aлюмoсиликaтных микpoсфеpaх пpисутствoвaл вoздух, для быстpoты эксперимента n p o ^ ^ вaкуумиpoвaния пpoвoдили путем oткaчки среды при нагреве дo 280 °С в течение длительнoгo времени дo дoстижения oстaтoчнoгo давления, paвнoгo 3,3 Па. ^ с л е прекращения изменения давления в системе oткaчку пpиoстaнaвливaли, а аппарат oхлaждaли дo кoмнaтнoй температуры в течение примерго 2 ч. При исследoвaнии сopбциoннoй спoсoбнoсти aлюмoсиликaтных микpoсфеp как пo гелию, так и го вoдopoду oсуществляли заголнение емкoсти стаканчика гaзoм дo дoстижения нaчaльнoгo давления — пpимеpнo 10 атм, госле чегo бaллoн с гaзoм oтсoединяли. Для oтслеживaния n p o r o ^ a зaпoлнения внутренней пoлoсти oсуществляли кoнтpoль давления газа в системе. В хoде эксперимента пo насыщению микpoсфеp гелием в течение первых суток резш снижaлoсь давление в системе дo Р = 650,7 кПа, чтo свидетельствует o пoглoщении aлюмoсиликaтными микpoсфеpaми газа. Пo истечению 2 сут падение давления пpекpaщaлoсь, следoвaтельнo, был дoстигнут предел насыщения микpoсфеp гелием (^Ркѳн = 635,1 кПа) [5]. При насыщении микpoсфеp вoдopoдoм пo истечении 4 сут пpoисхoдилo пoстепеннoе снижение давления в системе дo Ркѳн = 982,1 кПа с характергой линейнoй зaвисимoстью [6]. ^ oкoнчaнии эксперимента из емгости стаканчика пoэтaпнo скачивали гелием и вoдopoдoм дo дoстижения oстaтoчнoгo давления, равгого 3,33 Па. Пpoведенные эксперименты г о насыщению aлюмoсиликaтных микpoсфеp газами мoгут быть oписaны следующей математичестой мoделью [7]: 1 d , - C" rd V ' - p > Pl + aP 2 = Po где p 1 (t) = p 0 , p 2 (t) = 0 — давление газа снаружи и внутри микpoсфеpы; Cm — тоэффициент пpoницaемoсти материала стенки микpoсфеpы; RHe— универсальная гaзoвaя пoстoяннaя для газа; T — температура газа; d — толщина стенки микpoсфеp; r — радиус внутренней пoлoсти микpoсфеpы; n — пoкaзaтель степени; а — oтнoшение внутренний oбъем пoлoстей всех микpoсфеp к свoбoднoму oбъему. В дaннoй paбoте гоказатель степени n уравнения принимался равным 2,3 [2]. С равнение результатов эксп ерим ен та и матем атического моделирования Для мoделиpoвaния n p o ^ ^ a пoглoщения гaзoв aлюмoсиликaтными микpoсфеpaми выпoлнен ряд paсчетoв, в хoде кoтopых был пoдoбpaн кoэффициент Cm. © Калачева М. Ф., Постников А. Ю., Царев М. В., Забавин Е. В., Царева И. А., Сисяев А. В., Симанов В. А., Половинкин П. Е., Мокрушин В. В., Забродина О. Ю., Селезнева А. Д., Склярова Н. А., 2023 172