Industrial processes and technologies

Особенности технологии получения полиакриламидных функциональных гидрогелей на основе люминесцентных наполнителей

Дмитрий Макаренков — 2023-07-25

В статье рассмотрена технология получения композиционного гидрогелевого материала в виде водной суспензии. Рассмотрен вопрос измельчения гидрогелевого материала в водной среде, с получением водной суспензии частиц с требуемым распределением частиц по размерам. В качестве композиционного гидрогелевого материала выбран полимер полиакриламида, а в качестве наполнителя использовались антистоксовые люминофоры различных марок. В работе приведён способ получения композиционного гидрогелевого материала. Для его осуществления разработана комплексная установка, содержащая реактор с набором перемешивающих устройств, быстроходных зубчатых фрез, а также специальный узел диспергирования, включающий насос и двухзонный диспергатор. Приведены данные по исследованию влияния технологических и режимных параметров используемого оборудования на гранулометрический состав получаемого гидрогелевого материала. Выявлены влияния на качество получаемых гидрогелей частоты вращения диспергатора, времени диспергирования и соотношения гидрогеля к воде. Получены суспензии с узким гранулометрическим составом от 1300 до 200 мкм. Представлены микрофотографии композиционного материала на основе полиакриламидного гидрогеля и неорганического люминофора. Дано описание технологии получения суспензии гидрогелевого материала в едином технологическом цикле.

Развитие модели дискретной фазы для расчёта ультразвуковой коагуляции взвешенных частиц в эккартовских течениях

Андрей Шалунов — 2023-07-25

Одним из наиболее эффективных способов улавливания аэрозольных частиц является предварительное объединение частиц в агломераты под действием синусоидальных ультразвуковых (УЗ) колебаний высокой интенсивности (ультразвуковая агломерация) для дальнейшего улавливания укрупненных частиц традиционными методами (инерционное или гравитационное осаждение, фильтрация сквозь пористый материал и т. д.). На сегодняшний день эффективность УЗ агломерации многократно доказана для частиц размером более 2.5 мкм. Однако ультразвуковая агломерация, основанная на известных механизмах взаимодействия частиц, оказывается мало эффективной при воздействии на частицы размером менее 2.5 мкм и особенно менее 1 мкм. При этом возможности линейного акустического поля на сегодняшний день хорошо изучены, и установлено, что воздействие линейным акустическим полем не обеспечивает эффективной коагуляции частиц PM2.5. А при повышении уровня звукового давления линейного акустического поля укрупненные частицы (особенно, если речь идёт о твёрдых частицах) начинают разрушаться. Поэтому авторами предложено задействовать нелинейные эффекты, которые заключаются в формировании вихревых акустических (эккартовских) течений, способных вызвать локальное повышение концентрации частиц и, следовательно, увеличение эффективности коагуляции. Установлено, что формирование вихревых акустических потов в резонансном промежутке способно дополнительно увеличить эффективность ультразвуковой коагуляции не менее чем в 1.5 раза.

Исследование свойств текстильных материалов для защиты от термического воздействия электрической дуги

Юрий Степанович Шустов — 2023-07-25

Вопросам разработки защитной одежды с каждым годом уделяется всё большее внимание, особенно если это связано с изготовлением рабочей одежды для защиты от термических воздействий. От качества материалов, из которых выполнена специальная одежда, во многом зависят защитные функции спецодежды, а значит и здоровье окружающих. В качестве объектов исследования были взяты 3 образца тканей различного волокнистого состава. В работе приведены сравнительные характеристики физико-механических свойств рассматриваемых тканей. Уровень защиты определяется максимальным значением падающей энергией теплового потока электрической энергии, при котором защитная одежда способна предохранять пользователя от ожогов 2 степени. Рассмотрены уровни защиты верха одежды, а также рассмотрены различные виды многослойных пакетов материалов. В результате исследования выявлены пакеты материалов, соответствующие требованиям стойкости к конвективному теплу.

Совершенствование насадочных контактных устройств массообменных аппаратов

Михаил Беренгартен — 2023-07-25

В последние десятилетия существенно увеличилось число исследований, касающихся новых насадочных контактных устройств для массообменных и тепломассообменных аппаратов. Авторами проанализированы достоинства и недостатки различных нерегулярных и регулярных типов насадочных контактных устройств. Описаны основные направления исследований, позволяющие повысить энерго- и рессурсоэффективность таких процессов путем совершенствования контактных устройств технологическими и конструктивными методами. Рассмотрены регулярные геликоидно-структурные насадки с изменяемой геометрией укладки. Проанализировано влияние высоты слоя и перфорации таких насадок на гидравлическое сопротивление и массообменные характеристики. Особое внимание уделено комбинированным контактным устройствам. Изучены комбинированные контактные устройства в виде вертикально установленных блоков из гофрированных листов с проставками из горизонтально уложенных винтовых элементов. Проведено сопоставление тепломассообменной эффективности таких комбинированных насадок со стандартными структурированными насадками. Намечены пути совершенствования насадочных контактных устройств.

К вопросу о синтетическом потенциале 2,4,6-тригидрокситолуола — некоторые особенности строения ацильных производных

Юрий Атрощенко — 2023-07-25

В работе представлены результаты изучения методами квантовой химии и ЯМР 1H – спектроскопии образования внутримолекулярных водородных связей в молекулах 2,4,6–тригидрокси-3-метилбензальдегида и 1–(2,4,6–тригидрокси–3–метилфенил)этан–1–она. На основании данных по полным энергиям возможных конформаций и длинам водородных связей сделаны выводы о предпочтительном образовании связей между карбонильной группой и атомами водорода групп OH, связанных со вторым атомом углерода карбоцикла. Сделанные выводы хорошо согласуются с данными ЯМР 1H–спектров исследованных соединений.

Сделано заключение, что полученные данные имеют важное значения для трактовки результатов свойств производных 1,3,5–тригидроксибензола и 2,4,6–тригидрокситолуола

Композиционное вяжущее с энергосберегающим сырьем для высокопрочного бетона

Валерий Лесовик — 2023-07-25

В данной работе с позиции научного направления геоники «геомиметики» рассматривается вопрос повышения эффективности высокопрочного самоуплотняющегося бетона за счет использования отходов строительных материалов в виде боя керамического кирпича, лома тяжелого бетона и газосиликата. Установлено, что применение отсева дробления бетонного лома в составе сырьевой смеси способствует повышению устойчивости бетона к расслоению и водоотделению при оптимальных реологических свойствах с улучшением физико-механических свойств композиционного вяжущего и мелкозернистого бетона на его основе. Возможна экономия до 30 % портландцемента в составе композиционного вяжущего при замене на техногенное сырье. Максимальный эффект самоуплотнения сырьевой смеси проявляется в достаточной степени при использовании боя керамического кирпича. Однако, в совокупности характеристик максимальной прочности и размолоспособности предпочтительным является использование тонкомолотого лома бетона. Исследования направлены на максимальное раскрытие ресурсного потенциала техногенного сырья в виде отсевов дробления фрагментов зданий и сооружений, образующихся в следствии реновации строительного комплекса страны, а также на освобожденных территориях ЛНР и ДНР.

Получение электрической энергии из промышленных сточных вод при помощи обратного электродиализа

Владислав Быков — 2023-07-25

В работе рассматривается применение мембранных процессов как один из альтернативных методов получения электрической энергии. В качестве данных процессов рассмотрен обратный электродиализ. Выделены преимущества и недостатки процесса, а также проблемы его практического применения для получения энергии из морской и речной воды. Показано, что данный процесс нерентабелен, так как при больших производительностях потребление электроэнергии насосами превышает производительность электродиализатора. Были сделаны выводы о возможности применения процесса обратного электродиализа для рекуперации энергии из промышленных сточных вод. Показаны зависимости получаемой мощности от солесодержания низкоконцентрированного и высококонцентрированного растворов, а также от отношения их солесодержаний. На основании данных зависимостей сделаны выводы об оптимальном отношении солесодержаний.

Обзор и анализ свойств экологически чистых фреонов — рабочих жидкостей в воздушном тепловом насосе

Сергей Федосов — 2023-07-25

Рост популярности применения теплогенераторов на основе возобновляемых источников — воздушных тепловых насосов сопровождается увеличением актуальности вопроса их модернизации с целью увеличения эффективности. При этом немаловажную роль играет рабочая среда внутреннего контура теплового насоса — хладагент(фреон). На выбор фреона накладывает ограничения Монреальский протокол, согласно которому использование веществ, разрушающих озоновый слой, запрещено. При выборе хладагента необходимо учитывать все качества и факторы, характеризующие возможности в условиях их работы. На основе информации из отечественных и международных нормативных документов можно сформировать группы требований, предъявляемых при выборе хладагента для воздушного теплового насоса, оптимальные по различным предъявляемым критериям. В частности, в отношении безвредности для человека можно также выделить группу требований для фреонов: практический предел концентрации хладагента и предельно допустимую концентрацию. На сегодняшний день крайне важным является оценка и учет показателей экологической безопасности хладагентов. В данной статье приводится оценка показателей экологичной безопасности выбранной группы фреонов, отобранных по критерию частоты использования. Оценивая показатели экологической безопасности анализируемых хладагентов, отобранные, приоритетные показатели были составлены в один обобщающий (интегральный) показатель, по значению которого появляется возможность судить об экологической безопасности хладагентов. Для этого рассматриваем наибольшие и наилучшие значения. Результаты исследования представлены в виде инфографической модели.