Механохимические аппараты и методы оценки их эффективности: Учебное пособие, страница 28

Примечание.

^а) D_ш = 0.8 см, М_ш = 200 г, М_в = 5.2 г, центробежное ускорение 60 g, энергонапряженность для ЭИ-150´2 – 85.4, АГО-2 – 120 вт/г.

^б) D_ш = 0.8 см, М_ш = 1000 г, М_в = 208 г, центробежное ускорение 260 g.

^в) Вращение корпуса и пестика в разные стороны со скоростью W_корп = 705, W_пест =  = 945 об/мин;

Появление на графике функции Кубелки–Мунка, рассчитанной для механически обработанного в АПФ образца, участка с возрастанием  (рис. 11, кривая 3) свидетельствует о существовании в системе фторид натрия – роданид кобальта некоторого процесса 1. Скорость этого процесса V₁ составляет 2.2×10^-3 с^-1. Отсутствие аналогичного фрагмента на кривых 1, 2 объясняется высокой скоростью протекания этого процесса при МО образцов в мельницах АГО-2 и ЭИ-150´2. Поэтому зафиксировать его экспериментально и определить величину скорости в этих аппаратах не удалось. Очевидно, что скорость протекания процесса 1 может являться критерием оценки эффективности мельниц.

При увеличении времени МО значения функции  падают. В то же время наблюдается возрастание значений . Это свидетельствует о появлении в системе еще одного процесса (процесса 2), скорость которого V₂ определена для 4  типов используемых мельниц (см. табл. 17). Максимальное значение скорости процесса 2 достигается в АГО-2 (V₂ = 16.7×10^-3 с^-1). Медленнее всего процесс протекает в МС-1 (V₂ = 1.8×10^-3 с^-1).

Кроме того, следует отметить, что полученные значения V₁ и V₂ при обработке исследуемой смеси в АПФ совпадают в пределах ошибки измерения (V₁ = (2.2±0.2)×10^-3 , V₂ = (2.5±0.3)×10^-3 с^-1), т. е. скорости процессов 1 и 2 одинаковы. Следовательно, величина скорости как первого, так и второго процессов определяется исключительно воздействием мельницы или ее эффективностью.

Таким образом, скорости достижения максимального значения функции Кубелки–Мунка V₁ и V₂ для процессов 1 и 2, протекающих в системе фторид натрия – роданид кобальта, вычисленные с помощью кинетического уравнения (78), могут быть использованы в качестве критерия оценки эффективности различных механохимических аппаратов.

С другой стороны, охарактеризовать мельницы можно с помощью скорости u, названной авторами скоростью достижения стандартного цвета. Эта скорость является характеристикой процесса 2 и определяется с помощью функции Кубелки–Мунка. Как уже отмечалось, стандартный цвет достигается при условии . Из табл. 17 видно, что скорости u и V₂ процесса 2 изменяются симбатно. Следует отметить, что способ вычисления скорости достижения – стандартного цвета (u) менее трудоемкий по сравнению с методом вычисления скорости достижения максимального значения функции Кубелки–Мунка (V). Значение u с довольно малой погрешностью можно определить также визуально по предварительно изготовленному эталонному образцу. Кроме того, как оказалось, зафиксировать процесс 1 не всегда удается. Поэтому при сравнении между собой различных аппаратов целесообразнее, по мнению авторов, в качестве критерия эффективности использовать скорость достижения стандартного цвета u.

Анализируя полученные данные, авторы пришли к выводу, что при сравнении эффективности различных видов аппаратов, разработанных в ИХТТИМ СО РАН, наиболее эффективной по скорости достижения стандартного цвета является мельница АГО-2, в которой стандартный цвет достигается в течение 0.8 мин. Далее по этому признаку следует ЭИ-150´2. Если рассматривать массу загрузки вещества, то она в АПФ и МС-1 превышает в 40 раз массу обрабатываемого материала в АГО-2 и ЭИ-150´2. В то же время в МС-1потребляемая мощность более чем в 10 раз ниже, а скорость достижения стандартного цвета всего в два раза меньше, чем у АПФ, и поэтому она наиболее эффективна по производительности.

Таким образом, система фторид натрия – роданид кобальта может служить в качестве тестовой для оценки эффективности механохимических аппаратов.

4.2. Использование модельной системы
«фенолфталеин – a-Al₂O₃»