Из рис. 15 также следует, что максимальный избыточный (положительный) тепловой эффект растворения АСК достигается после 60 с МО исходного порошка при вводимой шарами мощности 5 Вт/г и составляет 71 Дж/г, т. е. 24 % энергии шаров вводится в вещество. На поддержание же постоянной кинетической энергии шаров тратится мощность 800 Вт. Поэтому общий КПД не превышает 0,15%.
Оказалось, что максимальный тепловой эффект растворения достигается при вводимой шарами дозе энергии 300 Дж/г. Следовательно, можно ввести эту дозу за минимально короткое время, например за одну секунду, увеличив плотность материала шаров и их количество таким образом, чтобы вводимая шарами мощность достигала величины 300 Вт/г. Введение такой дозы в течение одной секунды приводит к избыточному тепловому эффекту растворения аспирина – 75 Дж/г, что соответствует величине введенной в вещество энергии – 25 % от энергии шаров. При этом КПД мельницы достигает 9 %, что приблизительно в 60 раз превышает исходное значение.
Приведенный пример увеличения КПД подтверждает актуальность проблемы сравнения эффективности механохимических активаторов, поскольку механическая обработка является очень энергоемкой операцией, и даже небольшое увеличение ее эффективности может дать ощутимый экономический эффект.
Таким образом, задача оценки эффективности различных механохимических активаторов не может быть решена в общем случае. Очевидно, что универсального критерия оценки всех аппаратов не существует. Необходим набор критериев, из которых при решении каждой конкретной задачи можно выбрать один или несколько адекватно отражающих эффективность воздействия каждого из используемых активаторов. Оценить эффективность механохимического аппарата можно и классически – по КПД, но для этого необходимо, чтобы используемый для этой цели тестовый материал хорошо растворялся, а запасаемая в результате механической обработки энергия хотя бы не уменьшалась при увеличении времени МО.
Вопросы для самоконтроля
1. Определите понятие эффективности механохимического реактора.
2. Можно ли для определения эффективности механохимических реакторов использовать понятие коэффициента полезного действия и как реально это осуществить?
3. Зависит ли КПД от условий механической обработки?
4. Почему при механической обработке оксида алюминия с фенолфталеином происходит изменение интенсивности цвета?
5. Как использовать изменение интенсивности цвета при механохимическом взаимодействии фенолфталеина с оксидом алюминия для сравнения эффективности мельниц?
6. Какой цвет имеют соединения двухвалентного кобальта в октаэдрическом и тетраэдрическом окружениях и почему? И какой цвет имеют смеси этих соединений?
7. В каком случае можно сравнивать скорости изменения различных физических величин?
8. В каком порядке по уменьшению скорости накопления дефектов в оксидах при их механической обработке нужно расположить дефекты: точечные, линейные, двухмерные, трехмерные?
9. Какое реальное движение шаров в барабанах мехактиваторов показала дискриминация моделей диспергации-агрегации?
10. Как модель диспергации-агрегации можно использовать для сравнения эффективности мельниц?
Тематика КУРСОВЫХ И лабораторных работ
1. Методом MatCad написать модель диспергации-агрегации при пристеночном движении шаров и сравнить эффективности мельниц АГО-2 и АПФ.
2. Используя метод изменения интенсивности цвета при механохимической обработке фенолфталеина с оксидом алюминия, сравнить эффективности мельницы АГО-2 при разных загрузках шаров.
3. Определить КПД мельницы калориметрически при механической обработке поваренной соли.
4. Сравнить эффективность мельниц АГО-2 и АПФ с помощью цветной механохимической реакции фторида натрия с роданидом кобальта.
5. Найти влияние загрузки шаров в барабане на эффективность мельницы АГО-2 с помощью цветной механохимической реакции фторида натрия с роданидом кобальта.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.